Cơ chế mới giải đáp bí ẩn sự hình thành siêu hố đen vũ trụ

Thanh Hà |

Hố đen hạt giống sản sinh từ quầng vật chất tối suy sụp, theo một nghiên cứu mới.

Hố đen siêu khối lượng là những hố đen có khối lượng gấp vài triệu đến tỉ lần khối lượng Mặt trời. Dải Ngân hà cũng chứa một hố đen siêu khối lượng có khối lượng gấp vài triệu lần khối lượng Mặt trời.

Quan sát vật lý thiên văn nhận ra, các hố đen siêu khối lượng tồn tại từ khi vũ trụ còn rất trẻ. Ví dụ, 1 tỉ hố đen siêu khối lượng đã được tìm thấy khi vũ trụ mới chỉ bằng 6% số tuổi hiện tại - 13,7 tỉ năm.

Nhóm nghiên cứu do nhà vật lý lý thuyết tại Đại học California tại Riverside, Mỹ, dẫn dắt công bố trên tạp chí Astrophysical Journal Letters giải thích rằng, sự suy sụp của quầng vật chất tối có thể tạo ra hố đen siêu khối lượng hạt giống.

Hố đen hạt giống là những hố đen ở giai đoạn đầu, tương tự giai đoạn trẻ nhỏ trong cuộc đời con người.

“Các nhà vật lý đã băn khoăn vì sao những hố đen siêu khối lượng trong vũ trụ sơ khai, nằm ở vùng trung tâm của quầng vật chất tối, lại phát triển ồ ạt như vậy trong một thời gian ngắn" - Hai-Bo Yu, giáo sư trợ lý về vật lý và thiên văn học tại Đại học California tại Riverside, nói.

"Nó giống như một đứa trẻ 5 tuổi nặng 90kg" - ông lưu ý. Theo tác giả chính của nghiên cứu, sự tồn tại của những hố đen siêu khối lượng này gợi ra rằng, những lý thuyết chung đã không tương thích, đòi hỏi phải có những kiến thức mới.

Ông Hai-Bo Yu cho hay, có thể có 2 nguyên nhân: Những hố đen hạt giống có khối lượng lớn hơn nhiều hoặc phát triển nhanh hơn nhiều so với dự đoán của con người hoặc cả 2 nguyên nhân.

Lúc này, câu hỏi đặt ra là cơ chế vật lý nào có thể tạo ra một hố đen hạt giống đủ lớn hoặc đạt được tốc độ tăng trưởng đủ nhanh như vậy.

Một thiên hà xoắn ốc nằm trong vùng phân bố vật chất tối, được gọi là quầng vật chất tối (màu xanh lam). Ảnh: ESO
Một thiên hà xoắn ốc nằm trong vùng phân bố vật chất tối, được gọi là quầng vật chất tối (màu xanh lam). Ảnh: ESO

Đồng tác giả Yi-Ming Zhong, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện Vật lý Vũ trụ Kavli thuộc Đại học Chicago, lưu ý, cần có thời gian để hố đen phát triển cỡ lớn qua quá trình bồi đắp vật chất xung quanh.

Trong vật lý thiên văn, một cơ chế phổ biến được sử dụng để giải thích các hố đen vũ trụ siêu khối lượng là sự suy sụp của khí nguyên sinh trong các thiên hà nguyên sơ của vũ trụ sơ khai.

Tuy nhiên, cơ chế này không thể tạo ra một hố đen hạt giống đủ lớn để chứa các hố đen siêu khối lượng mới được quan sát, trừ khi hố đen hạt giống có tốc độ phát triển cực nhanh.

"Công trình của chúng tôi cung cấp một lời giải khác: Một quầng vật chất tối tự tương tác trải qua sự bất ổn định về hiệu ứng nhiệt sau sự suy sụp hấp dẫn và vùng trung tâm của nó sụp thành một hố đen hạt giống" - nhà nghiên cứu Yu nói.

Theo ông, ưu điểm của kịch bản này là khối lượng của hố đen hạt giống có thể cao khi được tạo ra từ sự suy sụp của quầng vật chất tối. Do đó, hố đen hạt giống có thể phát triển thành hố đen siêu khối lượng trong khoảng thời gian tương đối ngắn. Thêm vào đó, nghiên cứu mới này mới lạ ở chỗ các nhà khoa học xác định tầm quan trọng của baryon - các hạt nguyên tử và phân tử thông thường - để ý tưởng này hoạt động.

Thanh Hà
TIN LIÊN QUAN

3 thiên hà hợp nhất hiếm thấy có ít nhất 2 hố đen siêu khối lượng

Thanh Hà |

Nhóm nghiên cứu Đại học Maryland, Mỹ tìm thấy cụm 3 thiên hà hợp nhất có khả năng có 2 hố đen siêu khối lượng đang hoạt động.

Nghiên cứu mới chứng tỏ Stephen Hawking đã đúng về hố đen

Song Minh |

Lý thuyết về hố đen do nhà bác học thiên tài người Anh Stephen Hawking phát triển vào những năm 1970 được chứng minh là đúng.

Lập bản đồ ranh giới nhật quyển - bong bóng khổng lồ bảo vệ Hệ Mặt trời

Thanh Hà |

Lần đầu tiên, ranh giới của nhật quyển được lập bản đồ, giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách tương tác của gió mặt trời và gió liên sao.

Thắng Tottenham, Arsenal chắc ngôi đầu sau vòng 9 Premier League

Văn An |

Arsenal xây chắc vị trí đầu bảng sau chiến thắng thuyết phục trước Tottenham.

Tai nạn ở cầu Mỹ Thuận 2: Vẫn đang khẩn trương tìm kiếm công nhân mất tích

Thành Nhân |

Liên quan đến vụ tai nạn làm một công nhân rơi xuống sông Tiền mất tích xảy ra tại tháp trụ T16 của cầu Mỹ Thuận 2 phía bờ Vĩnh Long, ông Trần Ngọc (57 tuổi, ngụ ở tỉnh Thừa Thiên Huế) - cha ruột công nhân mất tích - cùng gia đình đã vào đến hiện trường với mong muốn nhà thầu thi công huy động tối đa phương tiện tìm kiếm. Đến tối ngày 1.10, công tác tìm kiếm công nhân mất tích vẫn đang khẩn trương thực hiện...

CLB Thanh Hoá chặn đứng chuỗi bất bại của Bình Định

MINH PHONG |

Câu lạc bộ Thanh Hoá giành chiến thắng kịch tính 2-1 trước Bình Định tại vòng 17 V.League 2022.

Vì sao phải rà soát quốc tịch cổ đông hãng bay của Johnathan Hạnh Nguyễn?

Vương Trần |

Liên quan tới lý do phải rà soát cổ đông hãng bay của "vua hàng hiệu" Johnathan Hạnh Nguyễn, Thứ trưởng Bộ Kế hoạch và Đầu tư cho hay, vấn đề xác định quốc tịch của cổ đông là bình thường, không có gì phức tạp hóa.

Thí sinh Miss Grand Việt Nam 2022 tiết chế khi hô tên

Nhóm PV |

Đêm chung kết Miss Grand Việt Nam - Hoa hậu Hoà Bình Việt Nam diễn ra tối 1.10 tại TPHCM.

3 thiên hà hợp nhất hiếm thấy có ít nhất 2 hố đen siêu khối lượng

Thanh Hà |

Nhóm nghiên cứu Đại học Maryland, Mỹ tìm thấy cụm 3 thiên hà hợp nhất có khả năng có 2 hố đen siêu khối lượng đang hoạt động.

Nghiên cứu mới chứng tỏ Stephen Hawking đã đúng về hố đen

Song Minh |

Lý thuyết về hố đen do nhà bác học thiên tài người Anh Stephen Hawking phát triển vào những năm 1970 được chứng minh là đúng.

Lập bản đồ ranh giới nhật quyển - bong bóng khổng lồ bảo vệ Hệ Mặt trời

Thanh Hà |

Lần đầu tiên, ranh giới của nhật quyển được lập bản đồ, giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách tương tác của gió mặt trời và gió liên sao.