Hầu hết các thiên hà, trong đó có Milky Way (thiên hà của chúng ta), có một lỗ đen siêu nặng tại trung tâm của nó với khối lượng hàng triệu lần khối lượng của Mặt Trời. Nhưng làm cách nào mà các lỗ đen này có thể lớn lên tới mức đó. Có giả thuyết cho rằng chúng đã được sinh ra như thế, cũng có giả thuyết đề xuất rằng chúng là sự hợp nhất của nhiều lỗ đen hoặc do cuốn lấy khí trong thiên hà.
Nghiên cứu mới thực hiện bởi các nhà thiên văn hoạc tại đại hịc Utah và trung tâm vật lý thiên văn Havard-Smithsonian (CfA) cho thấy các lỗ đen siêu nặng có thể lớn lên bằng cách tách rời các cặp sao đôi và sau đó nuốt chửng một trong số chúng.
Scott Kenyon, nhà khoa học tại CfA cho biết "Các lỗ đen là những cỗ máy ăn rất hiệu quả. Chúng có thể tăng gấp đôi khối lượng trong vòng chưa tới một tỷ năm. Con số này có vẻ là thời gian rất dài đổi với con người, nhưng với tuổi thọ của thiên hà thì đây là một khoảng thời gian khá ngắn."
"Tôi tin rằng đây là cơ chế chính cho sự lớn lên của các lỗ đen siêu nặng" - Benjamin Bromley tại đại học Utah bổ sung. Nghiên cứu này đã được công bố vào ngày 2 tháng 4 vừa qua trên tạp chí Astrophysics.
Nghiên cứu này được thực hiện là nối tiếp của khám phá vào năm 2005 của nhóm nghiên cứu CfA do Warren Brown đứng đầu về các sao siêu tốc (hypervelocity star) - các ngôi sao bị ném văng ra xa khỏi trung tâm thiên hà bởi lực hấp dẫn và đang chuyển động đủ nhanh để thoát khỏi Milky Way.
Các sao siêu tốc khởi nguồn từ các cặp sao kép (sao đôi vật lý) nằm ở quá gần lỗ đen trung tâm thiên hà. Lực hấp dẫn từ lỗ đen trung tâmtacs động lên hệ sao không đều nên nó cuốn lấy một sao và đẩy văng sao còn lại ra phía xa trung tâm của thiên hà. Ngôi sao bị giữ lại sau đó sẽ trở thành thức ăn cho con quái vật khổng lồ này.
"Chúng tôi quan sát cùng lúc nhiều sao siêu tốc và các bằng chứng khác, và tìm ra rằng tỷ lệ các sao kép gần tâm thiên hà trở thành đối tượng của lỗ đen siêu nặng cho thấy phần lớn khối lượng của lỗ đen này đến từ các cặp sao kép", Bromley nói.
"Chúng tôi ước tác động dạng này cho lỗ đen siêu nặng ở các thiên hà khác và thấy rằng chúng thậm chí có thể lớn tới khối lượng hàng tỷ lần Mặt Trời bằng cách này"
Có tới một nửa số sao trong Milky Way cũng như các thiên hà khác là sao kép, vì vậy việc này xảy ra thường xuyên ở các thiên hà.
Nghiên cứu mới theo dõi từng bước một trong quá trình lớn lên của lỗ đen siêu nặng khi chúng nuốt lấy các sao, và tính toán sao cho các quá trình này khớp với quan sát thực tế.
Mô phỏng của họ dự đoán chính xác tỷ lệ xuất hiện sao siêu tốc (mỗi chu kì từ 1.000 đêbs 100.000 năm). Lý thuyết cũng phù hợp với tính gián đoạn của sóng quan sát được ở các thiên hà khác khi có một ngôi sao bị xé rách và cuốn vào trong lỗ đen siêu nặng.
Lý thuyết của họ cho thấy lỗ đen siêu nặng của Milky Way đã tăng khối lượng gấp 2 hoặc 4 lần trong vòng 5 tới 10 tỷ năm qua nhờ "ăn thịt" các ngôi sao.
"Khi chúng tôi cố gắng quan sát xem các sao làm thế nào tập trung lại ở trung tâm thiên hà của chúng ta, rõ ràng rằng phần lớn khối lượng của lỗ đen siêu nặng dường như đến từ các cặp sao kép đã bị tách rời", Bromley nói.
VACA
(theo Space Daily)
