Một nhóm các chuyên gia quốc tế nổi tiếng vì đã khám phá ra một số lỗ đen, đã tìm thấy một lỗ đen có khối lượng sao trong Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà láng giềng với thiên hà của chúng ta. “Lần đầu tiên, nhóm của chúng tôi đã cùng nhau báo cáo về một phát hiện lỗ đen, thay vì từ chối một lỗ đen,” Trưởng nhóm nghiên cứu Tomer Shenar cho biết. Hơn nữa, họ phát hiện ra rằng ngôi sao sinh ra lỗ đen biến mất không có dấu hiệu của một vụ nổ mạnh. Phát hiện này được thực hiện nhờ sáu năm quan sát thu được với Kính viễn vọng Rất Lớn (VLT) của Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO).
“Chúng tôi đã xác định được 'cái mò kim đáy bể',” Shenar cho biết, người đã bắt đầu nghiên cứu tại KU Leuven ở Bỉ và hiện là Nghiên cứu sinh Marie-Curie tại Đại học Amsterdam, Hà Lan. Mặc dù các ứng cử viên lỗ đen tương tự khác đã được đề xuất, nhóm nghiên cứu khẳng định đây là lỗ đen khối lượng sao 'không hoạt động' đầu tiên được phát hiện rõ ràng bên ngoài thiên hà của chúng ta.
Các lỗ đen có khối lượng sao được hình thành khi các ngôi sao lớn đi đến cuối cuộc đời của chúng và sụp đổ dưới chính chúng lực hấp dẫn. Trong một hệ nhị phân, một hệ gồm hai ngôi sao quay quanh nhau, quá trình này để lại một lỗ đen trên quỹ đạo với một ngôi sao đồng hành phát sáng. Hố đen ở trạng thái 'ngủ đông' nếu nó không phát ra bức xạ tia X ở mức cao, đó là cách các hố đen như vậy thường được phát hiện.
“Thật không thể tin được là chúng ta hầu như không biết về bất kỳ lỗ đen nào không hoạt động, xét đến việc các nhà thiên văn học thông thường tin rằng chúng như thế nào,” đồng tác giả Pablo Marchant của KU Leuven giải thích. Hố đen mới được tìm thấy có khối lượng ít nhất gấp 25 lần Mặt trời của chúng ta và quay quanh một ngôi sao xanh, nóng, nặng gấp XNUMX lần khối lượng Mặt trời.
Các lỗ đen không hoạt động đặc biệt khó phát hiện vì chúng không tương tác nhiều với môi trường xung quanh. “Trong hơn hai năm nay, chúng tôi đã tìm kiếm như vậy hệ nhị phân hố đen, " đồng tác giả Julia Bodensteiner, một nhà nghiên cứu tại ESO ở Đức cho biết. “Tôi đã rất hào hứng khi nghe về VFTS 243, theo tôi đây là ứng cử viên thuyết phục nhất được báo cáo cho đến nay.”
Để tìm VFTS 243, nhóm hợp tác đã tìm kiếm gần 1000 ngôi sao lớn trong vùng Tinh vân Tarantula của Tinh vân Đám mây Magellan lớn, tìm kiếm những cái có thể có lỗ đen làm bạn đồng hành. Việc xác định những người bạn đồng hành này là lỗ đen là vô cùng khó khăn, vì có rất nhiều khả năng thay thế tồn tại.
Tín dụng: ESO
“Là một nhà nghiên cứu đã vạch trần các lỗ đen tiềm năng trong những năm gần đây, tôi vô cùng hoài nghi về khám phá này,” Shenar nói. Đồng tác giả Kareem El-Badry của Trung tâm Vật lý thiên văn | Harvard & Smithsonian ở Hoa Kỳ, người mà Shenar gọi là “kẻ hủy diệt lỗ đen”. “Khi Tomer yêu cầu tôi kiểm tra lại những phát hiện của anh ấy, tôi đã nghi ngờ. Nhưng tôi không thể tìm thấy lời giải thích hợp lý nào cho dữ liệu không liên quan đến lỗ đen,” El-Badry giải thích.
Khám phá này cũng cho phép nhóm có cái nhìn độc đáo về các quy trình đi kèm với sự hình thành các lỗ đen. Các nhà thiên văn học tin rằng một lỗ đen có khối lượng sao hình thành như là lõi của một ngôi sao chết hàng loạt sụp đổ, nhưng vẫn chưa chắc liệu điều này có đi kèm với một vụ nổ siêu tân tinh mạnh mẽ hay không.
“Ngôi sao hình thành lỗ đen trong VFTS 243 dường như đã sụp đổ hoàn toàn, không có dấu hiệu của một vụ nổ trước đó,” Shenar giải thích. “Bằng chứng về kịch bản 'sụp đổ trực tiếp' này đã xuất hiện gần đây, nhưng nghiên cứu của chúng tôi được cho là cung cấp một trong những dấu hiệu trực tiếp nhất. Điều này có ý nghĩa to lớn đối với nguồn gốc của sáp nhập lỗ đen trong vũ trụ.”
Lỗ đen trong VFTS 243 được tìm thấy sau sáu năm quan sát Tinh vân Tarantula bằng thiết bị Quang phổ đa nguyên tố mảng lớn sợi quang (FLAMES) trên VLT của ESO.
Mặc dù có biệt danh là 'cảnh sát lỗ đen', nhóm vẫn tích cực khuyến khích sự xem xét kỹ lưỡng và hy vọng rằng công trình của họ, được công bố hôm nay trên tạp chí Nature Astronomy, sẽ cho phép phát hiện ra các khối sao khác. lỗ đen quay quanh các ngôi sao lớn, hàng ngàn trong số đó được dự đoán là tồn tại trong Dải Ngân hà và trong Đám mây Magellan.
“Tất nhiên tôi mong đợi những người khác trong lĩnh vực này sẽ nghiên cứu cẩn thận phân tích của chúng tôi và cố gắng xây dựng các mô hình thay thế,” El-Badry kết luận. “Đó là một dự án rất thú vị để tham gia.”
Tham khảo nhật ký
- Tomer Shenar, Hugues Sana, Laurent Mahy, Kareem El-Badry, Pablo Marchant, Norbert Langer, Calum Hawcroft, Matthias Fabry, Koushik Sen, Leonardo A. Almeida, Michael Abdul-Masih11, Julia Bodensteiner, Paul Crowther, Mark Gieles, Mariusz Gromadzki , Vincent Henault-Brunet, Artemio Herrero, Alex de Koter, Patryk Iwanek, Szymon Kozłowski, Danny J. Lennon, Jesús Maíz Apellániz, Przemysław Mroz, Anthony FJ Moffat, Annachiara Picco, Paweł Pietrukowicz, Radosław Poleski, Krzysztof Rybicki, Fabian RN Schneider , Dorota M. Skowron, Jan Skowron, Igor Soszynski, Michał K. Szymanski, Silvia Toonen, Andrzej Udalski, Krzysztof Ulaczyk, Jorick S. Vink, Marcin Wrona. Một lỗ đen tĩnh lặng tia X được sinh ra với một cú đá không đáng kể trong một hệ nhị phân khổng lồ của Đám mây Magellan Lớn Tài liệu nghiên cứu
