Các nhà thiên văn học tại Đại học California, Riverside (UC Riverside) đã phát hiện ra rằng những cơn gió mạnh từ các lỗ đen siêu nặng nằm ở trung tâm các thiên hà lùn có tác động đáng kể đến sự phát triển của các thiên hà này bằng cách ngăn chặn sự hình thành của các ngôi sao.
Các thiên hà lùn là những thiên hà nhỏ chứa từ 100 triệu đến vài tỷ ngôi sao trong khi một thiên hà như Milky Way chẳng hạn có từ 200 tới 400 tỷ sao. Chúng là loại thiên hà phổ biến nhất trong vũ trụ và thường chuyển động quanh các thiên hà lớn hơn. Nhóm gồm ba nhà thiên văn học thực hiện nghiên cứu này đã rất ngạc nhiên trước sức mạnh của những cơn gió được phát hiện.
Gabriela Canalizo, giáo sư vật lý và thiên văn học tại UC Riverside, người đứng đầu đội nghiên cứu cho biết: "Chúng tôi cần có các quan sát với độ phân giải và độ nhạy cao hơn nữa, và chúng tôi đã lên kế hoạch để có được những quan sát này trong khi đang theo dõi các quan sát ban đầu của mình. Nhưng chúng tôi cũng đã có thể thấy được ngay các dấu hiệu mạnh mẽ và rõ ràng trong các quan sát ban đầu. Những cơn gió mạnh hơn chúng tôi dự đoán".
Canalizo giải thích rằng các nhà thiên văn học đã nghi ngờ trong vài thập kỷ qua rằng các lỗ đen siêu nặng tại trung tâm của các thiên hà lớn có thể có ảnh hưởng sâu sắc đến cách các thiên hà lớn phát triển và già đi. Bà nói: "Phát hiện của chúng tôi hiện chỉ ra rằng tác động của chúng cũng mạnh mẽ như vậy hoặc là còn hơn thế đối với các thiên hà lùn của vũ trụ". Kết quả nghiên cứu đã được xuất hiện trên Astrophysical Journal.
Các nhà nghiên cứu, bao gồm Laura V. Sales, một giáo sư vật lý và thiên văn học; và Christina M. Manzano-King, một nghiên cứu sinh trong phòng thí nghiệm của Canalizo, đã sử dụng một phần dữ liệu từ Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan - một bản đồ hơn 35% diện tích bầu trời, để xác định ra 50 thiên hà lùn, 29 trong số đó có dấu hiệu được liên kết với các lỗ đen tại trung tâm của chúng. Sáu trong số 29 thiên hà lùn này cho thấy bằng chứng về gió - cụ thể là các luồng khí ion hóa tốc độ cao - phát ra từ các lỗ đen đang hoạt động của chúng.
Canalizo nói : "Sử dụng kính thiên văn Keck ở Hawaii, chúng tôi không chỉ có thể phát hiện mà còn lần đầu tiên đo đạc được các đặc tính cụ thể của những cơn gió này, như động học, sự phân phối và nguồn năng lượng của chúng. Chúng tôi đã tìm thấy một số bằng chứng cho thấy những cơn gió này có thể đang thay đổi tốc độ tạo sao của các thiên hà".
Manzano-King, tác giả chính của bài báo đã công bố, giải thích rằng nhiều câu hỏi chưa được trả lời về sự tiến hóa của thiên hà có thể khám phá được bằng cách nghiên cứu các thiên hà lùn.
"Các thiên hà lớn hơn thường hình thành khi các thiên hà lùn hợp nhất với nhau. Do đó, các thiên hà lùn rất hữu ích trong việc tìm hiểu cách mà các thiên hà đã phát triển. Các thiên hà lùn có kích thước nhỏ vì sau khi chúng hình thành, bằng cách nào đó chúng đã tránh được sự hợp nhất với các thiên hà khác. Chúng là những thiên hà nhỏ nhất mà chúng ta đang trực tiếp quan sát được gió – những dòng khí chuyển động với vận tốc lên tới 1.000 km mỗi giây" - bà nói.
Manzano-King giải thích rằng khi vật chất rơi vào lỗ đen, nó nóng lên do ma sát và giải phóng ra năng lượng bức xạ. Năng lượng này đẩy khí xung quanh ra ngoài từ trung tâm thiên hà vào không gian liên thiên hà.
Các nhà thiên văn học nghi ngờ rằng khi gió phát ra từ một lỗ đen bị đẩy ra ngoài, nó sẽ nén khí trước khi thổi đi, điều này có thể làm tăng cường sự tạo sao. Nhưng nếu tất cả gió bị trục xuất khỏi trung tâm của thiên hà, khí sẽ không còn sẵn và sự hình thành sao có thể giảm. Tình huống sau dường như là những gì đang xảy ra trong sáu thiên hà lùn mà các nhà nghiên cứu đã xác định.
"Trong sáu trường hợp này, gió có tác động tiêu cực đến sự hình thành sao. Các mô hình lý thuyết cho sự hình thành và tiến hóa của các thiên hà không bao gồm tác động của các lỗ đen trong các thiên hà lùn," Sales nói. "Tuy nhiên, chúng ta đang thấy bằng chứng về sự triệt tiêu sự hình thành sao trong các thiên hà này. Các phát hiện của chúng tôi cho thấy các mô hình hình thành thiên hà phải bao gồm các lỗ đen với vai trò như một cơ quan điều tiết quá trình tạo sao trong các thiên hà lùn."
Tiếp theo, nhóm nghiên cứu cũng đã lên kế hoạch cho việc nghiên cứu khối lượng và động lượng của những dòng khí này. Manzano-King nói: "Điều này sẽ mang lại thông tin tốt hơn cho các nhà lý thuyết, những người dựa vào dữ liệu đó để xây dựng các mô hình. Các mô hình này, sau đó lại chỉ ra cho các nhà thiên văn học quan sát cách gió ảnh hưởng đến các thiên hà lùn. Chúng tôi cũng có kế hoạch thực hiện tìm kiếm có hệ thống trong một số lượng mẫu lớn hơn của khảo sát Sloan để xác định thêm các thiên hà lùn có dòng khí chảy ra từ các lỗ đen hoạt động".
Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia (Mỹ), NASA và Quỹ Hellman. Dữ liệu được lấy tại Đài thiên văn WM Keck và được hỗ trợ tài chính từ Quỹ WM Keck.
Minh Phương
Theo Science Daily
