Hubble chụp một lỗ đen đang hình thành các sao, Không hấp thụ chúng

Kính viễn vọng không gian Hubble đã quan sát thấy một lỗ đen ở trung tâm của một thiên hà lùn không hoạt động giống như những con quái vật hủy diệt mà chúng thường được miêu tả. Thay vào đó, lỗ đen này đang tạo ra các ngôi sao hơn là hấp thụ chúng.

Hố đen nằm ở trung tâm của thiên hà lùn Henize 2-10 nằm cách xa 30 triệu năm ánh sáng trong chòm sao Pyxis phía nam. Theo NASA, lỗ đen dường như góp phần vào một cơn bão lửa về sự hình thành sao mới đang diễn ra trong thiên hà.

Một thiên hà bằng 1/10 Kích thước của Milky Way

Mười năm trước, Henize 2-10 là trung tâm của cuộc tranh luận về việc liệu các thiên hà lùn có phải là ngôi nhà của các lỗ đen tỷ lệ với các lỗ siêu lớn được tìm thấy ở trung tâm của các thiên hà lớn hay không. Bây giờ, khi một lỗ đen đã được phát hiện ở lõi của nó và nó không hoạt động như mong đợi, Henize 2-10 (chỉ bằng 1/10 số ngôi sao trong dải ngân hà Milky Way) có thể đóng một vai trò lớn trong việc phát hiện ra nơi hình thành các lỗ đen siêu lớn.

Amy Reines đã công bố bằng chứng đầu tiên cho thấy có một lỗ đen trong thiên hà Henize 2-10 vào năm 2011 và là người điều tra chính về những quan sát mới này đã được công bố trên tạp chí Nature ngày 19 tháng 1 .

“Ngay từ đầu, tôi đã biết điều gì đó bất thường và đặc biệt đang xảy ra ở Henize 2-10, và giờ đây, Hubble đã cung cấp một bức tranh rất rõ ràng về mối liên hệ giữa lỗ đen và một vùng hình thành sao lân cận nằm cách vùng đen 230 năm ánh sáng. Reines nói.

Henize 2-10 | Nhà cung cấp hình ảnh: NASA, ESA, Zachary Schutte (XGI), Amy Reines (XGI); Xử lý hình ảnh: Alyssa Pagan (STScI)

Đối lập với hành vi được mong đợi

Cách các ngôi sao được tạo ra là khác thường và khác với những gì được quan sát trong các thiên hà lớn hơn. Khí có thể được nhìn thấy xoáy xung quanh lỗ đen ở trung tâm của lỗ đen Henize 2-10 và sau đó đóng sầm vào một kén khí dày đặc trong thiên hà.

“Quang phổ Hubble cho thấy luồng ra đang di chuyển khoảng một triệu dặm một giờ, đâm sầm vào lớp khí dày đặc giống như một cái vòi trong vườn va vào một đống bụi bẩn và lan ra ngoài. Các cụm sao mới sinh nằm rải rác trên đường lan truyền của dòng chảy, tuổi của chúng cũng được Hubble tính toán, ”NASA giải thích .

Điều này trái ngược với những gì được thấy trong các thiên hà lớn hơn, nơi các vật chất rơi về phía lỗ đen bị từ trường xung quanh di chuyển ra xa, tạo thành các tia plasma rực lửa di chuyển gần bằng tốc độ ánh sáng. Các đám mây khí bị kẹt trong con đường đó sẽ bị đốt nóng vượt quá khả năng làm nguội trở lại và hình thành các ngôi sao. Nhưng luồng khí nhẹ hơn từ lỗ đen ở Henize 2-10 được nén vừa đủ để tạo điều kiện hình thành sao.

Một phần kéo ra của vùng trung tâm của thiên hà nổ sao lùn Henize 2-10 vạch ra một luồng khí nóng chảy ra, hoặc cầu khí nóng dài 230 năm ánh sáng, kết nối lỗ đen khổng lồ của thiên hà và một vùng hình thành sao. Dữ liệu của Hubble về vận tốc của dòng chảy ra từ lỗ đen, cũng như tuổi của các ngôi sao trẻ, cho thấy mối quan hệ nhân quả giữa hai điều này. Cách đây vài triệu năm, luồng khí nóng đi ra đập vào đám mây dày đặc của một vườn ươm sao và lan rộng ra, giống như nước từ vòi va chạm vào một đống bụi bẩn. Bây giờ các cụm sao trẻ được sắp xếp vuông góc với dòng chảy ra, để lộ đường lan truyền của nó. | Nhà cung cấp: NASA, ESA, Zachary Schutte (XGI), Amy Reines (XGI); Xử lý hình ảnh: Alyssa Pagan (STScI)

“Chỉ cách chúng ta 30 triệu năm ánh sáng, Henize 2-10 đủ gần để Hubble có thể chụp được cả hình ảnh và bằng chứng quang phổ về sự chảy ra của lỗ đen rất rõ ràng. Điều ngạc nhiên nữa là, thay vì ngăn chặn sự hình thành sao, dòng chảy ra đã kích hoạt sự ra đời của các ngôi sao mới, ”Zachary Schutte, nghiên cứu sinh của Reines và là tác giả chính của nghiên cứu mới, cho biết.

“Độ phân giải đáng kinh ngạc của Hubble cho thấy rõ ràng một mô hình giống như con vặn nút trong vận tốc của khí, mà chúng tôi có thể làm cho vừa với mô hình của một luồng chảy ra từ lỗ đen đang chuyển động hoặc dao động. Một tàn tích của siêu tân tinh sẽ không có hình dạng đó, và do đó, nó là bằng chứng hiệu quả cho việc chúng tôi chứng minh rằng đây là một lỗ đen, ”Reines cho biết thêm.

Một bước hướng tới giải một câu đố dai dẳng

Làm thế nào các lỗ đen siêu lớn hình thành tiếp tục là một câu đố cho các nhà thiên văn học, và mối quan hệ của Henize 2-10 và lỗ đen của nó có thể giúp cung cấp manh mối.

“Kỷ nguyên của những lỗ đen đầu tiên không phải là thứ mà chúng ta có thể nhìn thấy, vì vậy nó thực sự đã trở thành một câu hỏi lớn: chúng tới từ đâu? Các thiên hà lùn có thể giữ lại một số ký ức về kịch bản gieo mầm lỗ đen đã bị mất vào thời gian và không gian, ”Reines giải thích.