Nhiều thập kỷ nghiên cứu cho thấy rằng hầu hết các thiên hà lớn đều chứa một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của chúng và khối lượng của lỗ đen bằng một phần mười phần trăm tổng khối lượng của hình cầu các ngôi sao bao quanh nó.
Một phương pháp để quan sát thứ có thể là lỗ đen siêu lớn thứ hai gần Trái đất đã được đề xuất bởi hai nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm Vật lý Thiên văn | Harvard & Smithsonian. Lỗ đen siêu lớn, được chứa trong thiên hà lùn Leo I, có khối lượng gấp ba triệu lần khối lượng của thiên hà lùn Leo I. mặt trời.
Lỗ đen siêu nặng Leo I* lần đầu tiên được đề xuất bởi một nhóm các nhà thiên văn học độc lập vào cuối năm 2021. Các nhà thiên văn học nhận thấy các ngôi sao tăng tốc khi chúng tiến gần đến lỗ đen. trung tâm thiên hà, nhưng không thể chụp ảnh trực tiếp phát xạ từ lỗ đen.
Giờ đây, các nhà vật lý Fabio Pacucci và Avi Loeb của CfA đề xuất một phương pháp mới để xác nhận sự hiện diện của lỗ đen siêu lớn.
Fabio Pacucci, tác giả chính của nghiên cứu ApJ Letters, cho biết: “Hố đen là những vật thể rất khó nắm bắt và đôi khi chúng thích chơi trò trốn tìm với chúng ta. Các tia sáng không thể thoát khỏi chân trời sự kiện của chúng, nhưng môi trường xung quanh chúng có thể cực kỳ sáng — nếu có đủ vật chất rơi vào giếng hấp dẫn của chúng. Nhưng nếu một lỗ đen không tích tụ khối lượng, thay vào đó, nó không phát ra ánh sáng và không thể tìm thấy bằng kính thiên văn của chúng ta.”
“Đây là thách thức với Leo I - một thiên hà lùn không có khí để bồi tụ nên nó thường được mô tả là “hóa thạch”. Vì vậy, chúng ta sẽ từ bỏ bất kỳ hy vọng quan sát nó? Có lẽ không."
“Trong nghiên cứu của mình, chúng tôi đề xuất rằng một lượng nhỏ khối lượng bị mất đi từ các ngôi sao lang thang xung quanh lỗ đen có thể cung cấp tốc độ bồi tụ cần thiết để quan sát nó. Những ngôi sao cũ trở nên rất lớn và có màu đỏ—chúng tôi gọi là những ngôi sao khổng lồ đỏ. người khổng lồ đỏ thường có gió mạnh mang theo một phần khối lượng của chúng ra môi trường. Không gian xung quanh Leo I* dường như chứa đủ những ngôi sao cổ đại này để có thể quan sát được nó.”
Avi Loeb, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết, “Việc quan sát Leo I* có thể mang tính đột phá. Nó sẽ là lỗ đen siêu lớn gần thứ hai sau lỗ đen ở trung tâm thiên hà của chúng ta, với khối lượng rất giống nhưng được chứa bởi một thiên hà có khối lượng nhỏ hơn một nghìn lần so với khối lượng của nó. dãi ngân Hà. Thực tế này thách thức mọi thứ chúng ta biết về cách các thiên hà và lỗ đen siêu nặng ở trung tâm của chúng cùng tiến hóa. Làm thế nào mà một đứa trẻ quá khổ như vậy lại được sinh ra từ một phụ huynh mảnh khảnh?”
“Trong trường hợp của Leo I, chúng ta mong đợi một lỗ đen nhỏ hơn nhiều. Thay vào đó, Leo, tôi dường như chứa một hố đen có khối lượng gấp vài triệu lần Mặt trời, tương tự như hố đen chứa trong Dải Ngân hà. Điều này thật thú vị vì khoa học thường tiến bộ nhất khi điều bất ngờ xảy ra.”
Pacucci nói, “Vì vậy, khi nào chúng ta có thể mong đợi một hình ảnh của lỗ đen?”
"Chúng tôi vẫn chưa ở đó."
“Leo I* đang chơi trò trốn tìm, nhưng nó phát ra quá nhiều bức xạ để không bị phát hiện trong thời gian dài.”
Nghiên cứu được công bố ngày hôm nay trên Tạp chí Vật lý Thiên văn.
