Dạng hố đen mới xuất hiện

Một dạng hố đen mới có kích cỡ lớn gấp 500 lần kích cỡ mặt trời vừa mới được phát hiện bởi một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế.

Phát hiện về một thiên hà nằm cách trái đất khoảng 290 triệu năm ánh sáng được công bố trên tờ Nature.

Cho đến bây giờ, các hố đen được phát hiện hoặc có kích thước siêu lớn (lớn gấp vài triệu đến vài tỷ lần khối lượng mặt trời) ở trung tâm của các thiên hà, hoặc có kích cỡ tương đương với một ngôi sao thông thường (gấp khoảng ba đến 20 lần khối lượng mặt trời).

Phát hiện mới này là bằng chứng vững chắc đầu tiên về một nhóm các hố đen có kích cỡ trung bình. Nhóm nghiên cứu do các nhà vật lý học thiên thể tại trung tâm Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements tại Pháp chỉ đạo thực hiện. Họ đã phát hiện hố đen mới nhờ kính viễn vọng không gian tia X XMM-Newton thuộc Cơ quan hàng không Châu Âu.

Hình minh họa nguồn HLX-1 (vật thể màu xanh sáng ở góc trên bên trái chỗ phình của thiên hà) ở vùng ngoại biên của thiên hà xoắn ốc ESO 243-49. Đây là bằng chứng thuyết phục đầu tiên về sự tồn tại của hố đen cỡ vừa. (Ảnh: Heidi Sagerud.)

Tác giả chính của nghiên cứu, tiến sỹ Sean Farrel hiện làm việc tại Khoa vật lý và thiên văn học tại Đại học Leicester, cho biết: “Trong khi đông đảo mọi người chấp nhận rằng các hố đen có kích cỡ bằng các ngôi sao được tạo ra trong giai đoạn sao hấp hối, nhưng chúng ta vẫn chưa biết được những hố đen siêu lớn hình thành như thế nào”.

Ông cũng thêm rằng: “Có một giả thuyết cho rằng các hố đen siêu lớn có thể hình thành do rất nhiều các hố đen cỡ vừa hợp lại với nhau. Tuy nhiên để kiểm chứng giả thuyết này, chúng ta buộc phải chứng minh sự tồn tại của các hố đen trung bình”.

“Đây là phát hiện đầu tiên cho đến nay về các hố đen cỡ vừa sau một thời gian dài tìm kiếm chúng. Phát hiện này mang tính mấu chốt. Trong khi chúng ta biết rằng các hố đen có kích cỡ tương đương với các ngôi sao là phần tàn dư của sao cỡ lớn, thì cơ chế hình thành của các hố đen vĩ đại còn chưa được khám phá. Do vậy tìm ra HLX-1 là một bước quan trọng đế tiến tới hiểu biết sâu rộng hơn về sự hình thành của các hố đen khổng lồ tồn tại ở trung tâm thiên hà Milky Way và các thiên hà khác”.

Hố đen là tàn dư của một ngôi sao phát nổ với trường hấp dẫn cực mạnh khiến nó có thể hút mọi ánh sáng gần đó mà không hề phản xạ lại.

Từ lâu các nhà vật lý học thiên thể tin rằng có thể có một nhóm các hố đen cỡ vừa, với khối lượng lớn gấp mặt trời khoảng vài trăm đến vài nghìn lần. Tuy nhiên những hố đen như thế chưa thu được một bằng chứng đáng tin nào cho đến nay.

Nguồn mới được đặt tên là HLX-1 nằm bên rìa của thiên hà ESO 243-49. Đó là nguồn phát sáng tia X rất mạnh, với độ sáng tối đa gấp mặt trời khoảng 260 triệu lần.

Tín hiệu tia X từ HLX-1 và việc thiếu một bản sao đối chiếu trong các bức ảnh quang học khẳng định rằng nó không phải là một ngôi sao ở cận cảnh cũng không phải là một thiên hà làm nền, vị trí của nó chỉ ra rằng nó không phải là động cơ trung tâm của thiên hà.

Các quan sát tiến hành với kính viễn vọng XMM-Newton được thực hiện từ ngày 23 tháng 11 năm 2004 đến 28 tháng 11 năm 2008. Nhóm nghiên cứu cho thấy HLX-1 có sự đa dạng trong tín hiệu tia X. Điều này chỉ ra rằng nó chắc chắn phải là một vật thể đơn nhất chứ không phải là một nhóm các nguồn mờ nhạt hơn. Bức xạ lớn quan sát được không thể được giải thích nếu HLX-1 có chứa một hố đen lớn hơn khối lượng mặt trời 500 lần. Không có một lời giải thích nào khác phù hợp hơn cho những dữ liệu này.