Các lỗ đen siêu nặng trong vũ trụ đang nuốt các khí xung quanh chúng. Các khí chảy vào đó được gọi là dòng bồi tụ của lỗ đen. Trong một nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nature Astronomy, một nhóm nghiên cứu do giáo sư YUAN Feng tại đài thiên văn Thượng Hải (SHAO) thuộc viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc cùng với một nhóm khác do giáo sư LI Zhiyuan tại Đại học Nam Kinh dẫn đầu đã tìm thấy bằng chứng trực tiếp về sự tồn tại của một dòng khí nóng giàu năng lượng được sinh ra từ dòng bồi tụ nóng vào một lỗ đen siêu nặng đang bồi tụ yếu ớt, điều này là một bước tiến để tìm hiểu các quá trình bồi tụ vật chất quanh lỗ đen.
Hầu như mỗi thiên hà trong vũ trụ đều chứa một lỗ đen siêu nặng. Các khí quanh lỗ đen này sẽ tích tụ lại tạo thành đĩa bồi tụ. Nguồn bức xạ mạnh phát ra từ đĩa bồi tụ này là nguồn gốc của bức xạ ở hình ảnh lỗ đen đầu tiên mà con người thu được vào năm 2019.
Các dòng vật chất bồi tụ quanh lỗ đen được chia thành hai loại dựa trên nhiệt độ của luồng khí, đó là dòng nóng và dòng lạnh. Các nghiên cứu lý thuyết do nhóm SHAO thực hiện trong 10 năm qua đã dự đoán rằng phải có luồng gió mạnh bên trong các dòng vật chất bồi tụ nóng để cơ bản có thể tiếp tế cho các nhân thiên hà hoạt động có độ chói thấp (LLAGN).
Theo mô phỏng vũ trụ học có tên là Illustris-TNG, những luồng gió này cũng được cho rằng đóng một vai trò rất quan trọng trong sự tiến hóa của thiên hà. Tuy nhiên, rất khó để thu được bằng chứng quan sát trực tiếp của một luồng gió như vậy.
Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng quan sát đáng tin cậy về dòng chảy giàu năng lượng tràn ra từ M81*, nhân thiên hà hoạt động độ chói thấp của Messier 81- một thiên hà xoắn khối lượng lớn cách chúng ta không xa, bằng cách phân tích hình ảnh quang phổ tia X ở độ phân giải cao.
Hình ảnh được chụp bởi kính thiên văn không gian Chandra X-ray vào những năm 2005-2006 có độ phân giải và độ nhạy rất cao nhưng vẫn không phát hiện luồng gió đó, cho tới trước lúc này.
Dòng chảy tràn ra từ M81* được chứng minh bởi một cặp vạch phát xạ Fe XXVI Lyα gần như đối xứng giữa dịch chuyển đỏ và dịch chuyển xanh với vận tốc 2.800 km/s theo hướng quan sát, và tỉ lệ giữa vạch của Fe XXVI Lyα và Fe XXV Kα chênh lệch cao cho thấy rằng nhiệt độ của dòng plasma phát ra vạch này là 140 triệu K.
Để hiểu được tại sao dòng plasma này có nhiệt độ và tốc độ di chuyển cao, các nhà nghiên cứu đã tiến hành các phép mô phỏng chuyển động các chất lưu dẫn điện của dòng vật chất bồi tụ nóng vào M81* và tạo ra hình ảnh phổ tia X tổng hợp của luồng gió được sinh ra từ dòng này. Các vạch quang phổ dự đoán này trùng khớp với hình ảnh do Chandra chụp trước đó, điều này là bằng chứng cho sự tồn tại của một luồng khí nóng. Năng lượng phát ra từ luồng gió này được cho là đủ mạnh để ảnh hưởng đến các khu vực quanh M81*.
Nghiên cứu này cũng đã tiết lộ mối liên hệ còn chưa được biết giữa các quan sát và lý thuyết về các dòng bồi tụ nóng, cũng như các mô phỏng vũ trụ mới nhất về các nhân thiên hà hoạt động.
Hồng Anh
Theo Phys.org
