Tìm ra cách cân khối lượng lỗ đen: dùng các nhánh xoắn ốc của thiên hà

Cách này cực dễ, đến độ học sinh tiểu học cũng làm được.

Các nhà thiên văn học đến từ Đại học Công nghệ Swinburne, Úc và Đại học Minnesota Duluth, Hoa Kì, đã tìm ra cách giúp cho các "nhà thiên văn ghế bành" - những người vốn chỉ làm việc tại văn phòng của mình mà không phải ở đài thiên văn - và cả... học sinh tiểu học nữa, chỉ cần nhìn vào một nhánh xoắn ốc của thiên hà là có thể nhẩm tính được khối lượng của lỗ đen trung tâm ẩn đằng sau nó. Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Hội đồng nghiên cứu Australia, và được công bố trên tập san Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (Nguyệt san của Hội Thiên Văn Hoàng Gia).

Tìm ra cách cân khối lượng lỗ đen: dùng các nhánh xoắn ốc của thiên hà
Các lỗ đen vốn không bao giờ phát ra các ánh sáng có thể nhận thức được.

Bởi các lỗ đen vốn không bao giờ phát ra các ánh sáng có thể nhận thức được, nên chúng thường được nghiên cứu thông qua các quan sát mang tính kĩ thuật cao, của các ngôi sao và khí quyển xung quanh quỹ đạo của chúng, nhờ đó cung cấp được một thước đo hợp lý xem chúng to từng nào.

Loading...

Tin vui là các nghiên cứu mới nhất dựa trên các thước đo xuất hiện trước đó đã chỉ ra rằng, khối lượng của lỗ đen có thể được ước lượng chỉ thuần túy nhờ việc quan sát các nhánh xoắn ốc thiên hà chủ của nó.

Gần một thế kỉ trước, James Jeans và Edwin Hubble đã chú ý đến việc các thiên hà xoắn ốc với các đoạn phồng lớn ở trung tâm sở hữu các nhánh xoắn ốc quấn chặt vào nhau, trong khi các thiên hòa xoắn ốc với với các đoạn phồng nhỏ lại hiển thị các nhánh xoắn ốc mở rộng ra. Kể từ đó, hàng trăm nghìn, nếu không muốn nói là hàng triệu các thiên hà xoắn ốc đã được phân loại theo các mẫu Sa, Sb, Sc,Sd, dựa vào hình dạng các nhánh xoắn ốc của nó.

Giáo sư Marc Seigar, Phó Chủ nhiệm khoa của Trường Khoa học và Kĩ thuật Swenson thuộc Đại học Minnesota Duluth, và là đồng tác giả của nghiên cứu này, đã phát hiện ra mối quan hệ giữa khối lượng của lỗ đen trung tâm và mật độ bó sát của các nhánh xoắn của một thiên hà gần một thập kỉ trước.

Tìm ra cách cân khối lượng lỗ đen: dùng các nhánh xoắn ốc của thiên hà
Thiên hà dạng "Sab", có tên là Messier 81, nằm trên chòm sao phía bắc của Ursa Lớn, và có khối lượng lỗ đen cỡ 68 triệu lần mặt trời.

Tiến sĩ Benjamin Davis và Giáo sư Alister Graham, đến từ trung tâm Vật lý thiên thể và Siêu Điện toán Swinburne đã dẫn dắt nghiên cứu mới này nhằm phục hồi lại sự liên kết giữa khối lượng lỗ đen và hình học nhánh xoắn ốc.

Sai khi phân tích cẩn thận các mẫu lớn hơn của các dải thiên hà, được chụp lại bởi một mảng của các kính viễn vọng không gian, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy một mối liên hệ mạnh mẽ bất ngờ, và một trong số đó dự đoán các lỗ đen với khối lượng thấp hơn trong thiên hà sẽ có các nhánh xoắn ốc mở (Mẫu Sc và Sd).

"Sức mạnh của mối liên hệ này có lẽ cạnh tranh được, nếu không muốn nói là tốt hơn, với bất kì một phương pháp nào khác dùng để dự đoán khối lượng lỗ đen", Dr Davis nói. "Bất cứ ai cũng có thể nhìn vào hình ảnh của một thiên hà xoắn, và ngay lập tức đánh giá được lỗ đen đằng sau nó lớn cỡ nào".

Bởi các "đĩa" của thiên hà là thứ tạo nên các mẫu xoắn, nên nghiên cứu cũng nhấn mạnh đến mối quan hệ cho đến nay vẫn còn ít được chúng ta biết tới, giữa đĩa ngân hà và lỗ đen. Hơn thế nữa, quá trình này cho phép dự đoán khối lượng các lỗ đen ở các đĩa thiên hà thuần túy với các đoạn phồng chứa đầy các chòm sao. "Điều này ngụ ý rằng các lỗ đen và các đĩa của thiên hà chủ của chúng có lẽ là tiến hóa đồng thời", Dr Davis nói.

Tìm ra cách cân khối lượng lỗ đen: dùng các nhánh xoắn ốc của thiên hà
Các nhánh xoắn ốc với các mức độ chặt khác nhau, và các khối lượng lỗ đen trung tâm và thiên hà tương ứng trong các đơn vị khối lượng của thiên hà chúng ta. Mẫu này có thể được dùng để ước lượng các khối lượng lỗ đen trong thiên hà xoắn.

"Quan trọng là, mối liên hệ này còn cho phép nghiên cứu các cộng đồng lỗ đen khối lượng trung bình (khoảng 100 cho đến 100.000 lần lớn hơn mặt trời), vốn đang mất tích một cách khả nghi ở thời điểm hiện tại. Thật khó để dò tìm khi mặc dù khối lượng của chúng lớn hơn nhiều so với bất kì một ngôi sao đơn lẻ nào, nhưng lại nhỏ hơn các lô đen cực lớn, nặng hơn hàng tỉ lần so với mặt trời của chúng ta", Giáo sư Graham nói. ​

Loading...
TIN CŨ HƠN
NASA muốn phục hồi nơi chỉ huy chiến dịch chinh phục Mặt Trăng

NASA muốn phục hồi nơi chỉ huy chiến dịch chinh phục Mặt Trăng

Trung tâm này là nơi điều khiển thành công tàu Apollo 11 trong chuyến thám hiểm mặt trăng đầu tiên của con người, với hai phi hành gia Neil Amstrong và Buzz Aldrin.

Đăng ngày: 24/07/2017
Tìm ra nguồn phát tín hiệu lạ từ sao lùn đỏ

Tìm ra nguồn phát tín hiệu lạ từ sao lùn đỏ

Tuần trước, đài thiên văn Arecibo ở Puerto Rico lần đầu tiên thu được tín hiệu về các đợt bùng phát sóng vô tuyến.

Đăng ngày: 24/07/2017
NASA tiết lộ

NASA tiết lộ "bẫy năng lượng huyền bí" ở trung tâm Dải Ngân hà

Hiện tượng này được phát hiện bằng cách sử dụng dữ liệu từ Kính viễn vọng Không gian Fermi của NASA và Hệ thống Stereoscopic Năng lượng cao (HESS).

Đăng ngày: 23/07/2017
Tuần sau chúng ta sẽ được chiêm ngưỡng mưa sao băng

Tuần sau chúng ta sẽ được chiêm ngưỡng mưa sao băng

Delta Aquarids là trận mưa sao băng trung bình, xuất phát từ tàn dư bụi để lại của sao chổi Marsden và Kracht.

Đăng ngày: 23/07/2017
SpaceX có lẽ sẽ từ bỏ kế hoạch đưa tàu vũ trụ Dragon lên sao Hoả

SpaceX có lẽ sẽ từ bỏ kế hoạch đưa tàu vũ trụ Dragon lên sao Hoả

Elon Musk đã gợi ý về khả năng SpaceX sẽ từ bỏ kế hoạch đưa tàu vũ trụ Dragon lên sao Hỏa - một sứ mệnh từng được công ty kỳ vọng sẽ thực hiện vào đầu năm 2020.

Đăng ngày: 21/07/2017
Túi chứa bụi Mặt Trăng được bán với giá 1,8 triệu USD

Túi chứa bụi Mặt Trăng được bán với giá 1,8 triệu USD

Túi bụi Mặt Trăng do phi hành gia Mỹ Neil Armstrong thu thập được bán trong buổi đấu giá ở New York hôm 20/7.

Đăng ngày: 21/07/2017
Lo ngại vệ tinh

Lo ngại vệ tinh "ngôi sao" của Nga tỏa sáng bất thường

Mayak vừa được phóng lên vũ trụ cùng 72 vệ tinh khác trên tên lửa Soyuz từ Kazakhstan vào ngày 14/7.

Đăng ngày: 21/07/2017
Tiêu điểm
Khoa Học News
Trang web của chúng tôi có thể được thực hiện và duy trì bằng cách hiển thị quảng cáo trực tuyến cho khách truy cập của chúng tôi.
Vui lòng xem xét hỗ trợ chúng tôi bằng cách vô hiệu trình chặn quảng cáo của bạn.