Minh họa hố đen bị đẩy khỏi trung tâm của một thiên hà với vệt khí phát sáng phía sau. Ảnh: Đại học Keio
Các nhà thiên văn phát hiện một hố đen siêu khối lượng đang "bỏ chạy" - nó dường như bị đẩy ra khỏi thiên hà quê hương và lao nhanh trong không gian với một chuỗi ngôi sao theo sau, Live Science hôm 21/2 đưa tin. Theo nghiên cứu đăng trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters, phát hiện mới cung cấp bằng chứng quan sát đầu tiên cho thấy hố đen siêu khối lượng có thể bị đẩy ra khỏi thiên hà quê hương và lang thang trong vùng không gian liên sao.
Nhóm nghiên cứu phát hiện "hố đen bỏ chạy" dưới dạng một vệt sáng khi đang sử dụng kính viễn vọng không gian Hubble để quan sát thiên hà lùn RCP 28, cách Trái Đất khoảng 7,5 tỷ năm ánh sáng.
Các quan sát tiếp theo cho thấy vệt sáng này dài hơn 200.000 năm ánh sáng - gần gấp đôi chiều rộng của dải Ngân Hà - và nhiều khả năng hình thành từ khí nén đang tạo ra sao. Lượng khí này theo sau một hố đen ước tính có khối lượng gấp 20 triệu lần Mặt Trời và lao ra khỏi thiên hà quê hương với tốc độ 5,6 triệu km/h, tương đương khoảng 4.500 lần tốc độ âm thanh.
Theo các nhà nghiên cứu, vệt này hướng ra từ trung tâm của một thiên hà, nơi thường có một hố đen siêu khối lượng. Hố đen siêu khối lượng ở trung tâm dải Ngân Hà - thiên hà chứa hệ Mặt Trời - mang tên Sagittarius A*, có khối lượng gấp khoảng 4 triệu lần Mặt Trời.
Phác họa hệ hố đen đôi bị hố đen thứ ba xâm nhập (trái) và vệt khí quan sát được trong nghiên cứu mới (phải). Ảnh: Pieter van Dokkum
"Chúng tôi phát hiện một vệt mỏng trong ảnh chụp của Hubble hướng đến trung tâm của một thiên hà. Sử dụng kính viễn vọng Keck ở Hawaii, chúng tôi nhận thấy rằng vệt này và thiên hà kết nối với nhau. Phân tích chi tiết, chúng tôi cho rằng đây là hố đen siêu khối lượng bị đẩy ra khỏi thiên hà, để lại vệt khí và những ngôi sao mới hình thành phía sau", giáo sư vật lý thiên văn Pieter van Dokkum tại Đại học Yale, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.
"Nếu được xác nhận, đây sẽ là lần đầu tiên con người có bằng chứng rõ ràng cho thấy các hố đen siêu khối lượng có thể thoát ra khỏi thiên hà", Dokkum nói.
Sau khi hố đen siêu khối lượng được xác nhận, câu hỏi tiếp theo mà các nhà thiên văn cần giải đáp là một vật thể khổng lồ như vậy bị đẩy ra khỏi thiên hà quê hương như thế nào.
"Kịch bản hợp lý nhất giúp giải thích những gì chúng tôi quan sát được là tình huống 'súng cao su', xảy ra do sự tương tác giữa ba vật thể. Khi ba vật thể khối lượng gần giống nhau tương tác về lực hấp dẫn, sự tương tác này không dẫn đến một kết cấu ổn định mà thường dẫn đến sự hình thành của một hệ đôi và vật thể thứ ba bị phóng ra", Dokkum giải thích.
Như vậy, "hố đen bỏ chạy" có thể từng là một phần của hệ hố đen siêu khối lượng đôi hiếm gặp. Sau đó, trong một vụ hợp nhất thiên hà, hố đen siêu khối lượng thứ ba chen vào mối quan hệ này, hất văng một thành viên cũ.
Thông qua việc nghiên cứu hố đen, giới khoa học có thể hiểu thêm về sự tiến hóa của các thiên hà, thậm chí về sự hình thành của vũ trụ. Dokkum cho biết, cần quan sát kỹ hơn với những kính viễn vọng khác để tìm ra bằng chứng trực tiếp về hố đen ở đầu vệt sáng bí ẩn.
Thu Thảo (Theo Live Science)