Sử dụng khả năng quan sát cực kỳ sắc nét ở bước sóng vô tuyến của tổ hợp kính lớn VLBA, các nhà thiên văn học đã lần đầu tiên xác định được chuyển động quỹ đạo của một cặp lỗ đen trong một thiên hà cách chúng ta khoảng 750 triệu năm ánh sáng.
Hai lỗ đen này có tổng khối lượng khoảng 15 tỷ lần khối lượng Mặt Trời. Chúng chỉ cách nhau 24 năm ánh sáng - một khoảng cách quá gần đối với một hệ như vậy.
"Đây là cặp lỗ đen đầu tiên có chuyển động liên đới với nhau từng được phát hiện" - Greg Taylor ở Đại học New Mexico (UNM) nói.
Các lỗ đen siêu nặng với khối lượng từ hàng triệu tới hàng tỷ lần Mặt Trời có ở trung tâm của hầu hết các thiên hà. Sự có mặt của hai lỗ đen như vậy trong cùng một thiên hà có nghĩa là thiên hà này đã sáp nhập với một thiên hà khác vào lúc nào đó trong quá khứ. Trong những trường hợp như thế, bản thân hai lỗ đen thậm chí có thể sáp nhập và sự kiện đó sẽ sinh ra sóng hấp dẫn lan đi trong vũ trụ.
"Chúng tôi tin rằng hai lỗ đen siêu nặng trong thiên hà này rồi sẽ sáp nhập" - Karrishma Bansal, nhà nghiên cứu đã tốt nghiệp UNM bổ sung. Cuộc sáp nhập được cho rằng sẽ diễn ra trong ít nhất vài triệu năm nữa.
Thiên hà có chứa hai lỗ đen này là một thiên hà elip có ký hiệu là 0402+279, được phát hiện vào năm 1995. Nó đã được nghiên cứu vào các năm 2003 và 2005 cũng qua việc sử dụng VLBA. Dựa vào việc có tới hai nhân thiên hà được phát hiện, Taylor và các cộng sự của ông đã kết luận từ năm 2006 rằng thiên hà có chứa một cặp lỗ đen siêu nặng.
Nghiên cứu mới nhất của Taylor và các cộng sự là sự kết hợp những quan sát mới của VLBA vào năm 2009 và 2015 với việc tái phân tích dữ liệu trước đó. Nghiên cứu này đã hé lỗ chuyển động của hai nhân thiên hà, xác nhận sự tồn tại của hai lỗ đen siêu nặng đang chuyển động trên quỹ đạo quanh nhau.
Tính toán ban đầu của các nhà khoa học cho thấy cặp lỗ đen này hoàn thành một vòng quỹ đạo quanh nhau mất khoảng 30.000 năm.
"Chúng tôi cần tiếp tục quan sát thiên hà này để cải thiện hiểu biết về quỹ đạo và khối lượng của các lỗ đen," Taylor nói. "Cặp lỗ đen này mang lại cho chúng tôi cơ hội đầu tiên để nghiên cứu tương tác của những hệ như vậy."
Các nhà thiên văn học cũng hi vọng sẽ khám phá thêm những hệ khác tương tự. Những vụ sáp nhập thiên hà mà qua đó các lỗ đen siêu nặng được đưa lại gần nhau được coi là một quá trình phổ biến trong vũ trụ, vì vậy các nhà thiên văn trông đợi rằng những cặp lỗ đen như vậy cũng là phổ biến.
"Giờ đây chúng tôi có thể đo được chuyển động quỹ đạo của một hệ như vậy, vì thế chúng tôi bị kích thích với việc tìm kiếm những hệ khác tương tự. CHúng tôi có thể tìm thấy những hệ khác dễ nghiên cứu hơn," Bansal nói.
Bryan
Theo Science Daily
