Các nhà khoa học từ lâu đã giả thuyết rằng các lỗ đen siêu nặng có thể đi lang thang trong không gian - nhưng thực sự rất khó khăn để có thể tóm được một trường hợp như vậy.
Hiện tại, các nhà nghiên cứu tại trung tâm Vật lý thiên văn Harvard và Smithsonian đã xác định được trường hợp rõ ràng nhất cho đến nay về một lỗ đen siêu nặng đang chuyển động. Kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố trên Astrophysical Journal.
Dominic Pesce, một nhà thiên văn học tại trung tâm Vật lý thiên văn, người đứng đầu cuộc nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi không nghĩ rằng đa số các lỗ đen siêu nặng đang di chuyển, chúng thường chỉ ở yên một chỗ”.
"Các lỗ đen này quá nặng nên rất khó để khiến chúng di động. Giống như việc bạn đá một quả bóng bowling chuyển động sẽ khó hơn nhiều so với việc đá một quả bóng đá - và trong trường hợp này thì 'quả bóng bowling' nặng gấp vài triệu lần khối lượng Mặt Trời của chúng ta. Để làm được điều đó sẽ đòi hỏi một cú sút vô cùng mạnh mẽ."
Pesce và các cộng sự của ông đã làm việc trong suốt 5 năm qua để quan sát thấy hiện tượng hiếm gặp này, bằng cách so sánh vận tốc của các lỗ đen siêu nặng và các thiên hà.
"Chúng tôi đã tự hỏi rằng: Liệu vận tốc của các lỗ đen có giống với vận tốc của các thiên hà mà chúng ở trong đó hay không?" Pesce giải thích. "Chúng tôi mong đợi chúng có cùng vận tốc. Nếu không như vậy thì chứng tỏ đã lỗ đen đã có sự xáo trộn nào đó."
Để thực hiện nghiên cứu của mình, ban đầu nhóm đã khảo sát 10 thiên hà xa xôi và các lỗ đen siêu nặng ở trung tâm của chúng. Họ đã tập trung nghiên cứu vào các lỗ đen có chứa nước trong các đĩa bồi tụ - những cấu trúc chuyển động xoáy vào trong hướng về phía lỗ đen.
Khi một nước di chuyển quanh lỗ đen, nó tạo ra một chùm bức xạ vô tuyến giống như tia laser được gọi là maser. Pesce cho biết, khi được nghiên cứu với một mạng lưới ăng-ten vô tuyến kết hợp sử dụng một kỹ thuật được gọi là giao thoa đường cơ sở rất dài (VLBI), maser có thể giúp đo vận tốc của lỗ đen rất chính xác.
Kỹ thuật này đã giúp nhóm nghiên cứu xác định rằng chín trong số 10 lỗ đen siêu nặng đang ở trạng thái yên tĩnh - nhưng một cái còn lại rất nổi bật và dường như đang chuyển động.
Nằm cách xa Trái Đất 230 triệu năm ánh sáng, lỗ đen này nằm ở trung tâm của thiên hà có tên J0437+2456. Khối lượng của nó gấp khoảng ba triệu lần Mặt Trời của chúng ta.
Sử dụng các quan sát tiếp theo bởi các đài quan sát Arecibo và Gemini, nhóm nghiên cứu hiện đã xác nhận lại những phát hiện ban đầu của họ. Lỗ đen khổng lồ đang chuyển động với tốc độ khoảng 170.000 km/h bên trong thiên hà J0437+2456.
Nhưng điều gì đã gây ra chuyển động này vẫn chưa được tìm ra. Nhóm nghiên cứu đưa giả thuyết cho hai khả năng.
“Chúng ta có thể đang quan sát kết quả của việc hợp nhất hai lỗ đen siêu nặng”- Jim Condon, nhà thiên văn học vô tuyến tại Đài thiên văn vô tuyến Quốc gia (West Virginia, Mỹ), thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết. "Kết quả của sự hợp nhất như vậy có thể khiến lỗ đen mới sinh bị giật ngược lại, và chúng ta có thể đã theo dõi nó trong trạng thái đang giật ngược lại hoặc đang trở lại ổn định."
Nhưng còn một khả năng khác có lẽ còn thú vị hơn: lỗ đen trên có thể là một phần của hệ kép.
Pesce nói: “Bất chấp mọi giả thiết cho rằng chúng thực sự nên xuất hiện ngoài đó với số lượng dồi dào, các nhà khoa học đã gặp khó khăn trong việc xác định ví dụ rõ ràng về các hệ kép của lỗ đen siêu nặng,” Pesce nói. "Những gì chúng ta thấy trong thiên hà J0437+2456 có thể là một lỗ đen trong một cặp như vậy, cái còn lại đã bị ẩn khỏi các quan sát vô tuyến của chúng tôi vì nó không có sự phát xạ maser."
Tuy nhiên, những quan sát sâu thêm sẽ là cần thiết để xác định nguyên nhân thực sự cho chuyển động bất thường của lỗ đen siêu nặng này.
Đắc Cường
Theo Spacedaily
