Lỗ đen nặng gấp 20 triệu lần Mặt Trời bị phát hiện khi đang 'bỏ chạy'

Khi lỗ đen siêu lớn này di chuyển qua không gian, nó để lại phía sau một vệt, dài khoảng 200.000 năm ánh sáng, gồm nhiều ngôi sao mới hình thành.

“Chúng tôi nhìn thấy một vệt sáng phía sau lỗ đen, nơi bụi và khí nguội đi và hình thành sao”, Pieter van Dokkum, nhà thiên văn học tại Đại học Yale, người đầu tiên xác định vệt sao, cho biết. Hố đen dồn ép khí và bụi trên đường đi của nó, tạo ra các ngôi sao đằng sau, giống như sóng nước đằng sau một con tàu, van Dokkum giải thích.

Vệt sao mà lỗ đen để lại chứa rất nhiều ngôi sao xanh, những ngôi sao nặng gấp hàng chục lần Mặt Trời và nóng hơn. Vì thế, độ sáng của vệt này đã bằng một nửa so với thiên hà ban đầu của lỗ đen.

Các nhà nghiên cứu cho rằng lỗ đen này có khả năng bị đẩy ra khỏi thiên hà ban đầu sau khi ở đó xuất hiện tương tác giữa 3 lỗ đen siêu nặng, do hiện tượng sáp nhập thiên hà, theo mô tả trên The Astrophysical Journal Letters.

Nếu phát hiện này của nhóm van Dokkum là chính xác, đây sẽ là bằng chứng đầu tiên cho thấy các lỗ đen siêu nặng có thể bị đẩy ra khỏi các thiên hà mẹ của chúng.

Các lỗ đen không phát ra ánh sáng, nhưng có các dấu vết có thể nhìn thấy được xung quanh. Ảnh: Event Horizon Telescope collaboration.

Dù bản thân lỗ đen không phát ra ánh sáng, chúng thường để lại những dấu vết có thể nhìn thấy được. Ví dụ, nhiều lỗ đen được bao quanh bởi các đĩa dày đặc khí và bụi siêu nóng. Những đĩa bồi tụ như vậy phát ra nhiều ánh sáng, làm cho sự hiện diện của lỗ đen dễ nhận biết.

Nhưng lỗ đen lần này không bị "lộ diện" bởi đĩa bồi tụ, mà là một vệt bất thường dường như liên kết nó với một thiên hà gần đó, theo quan sát đầu tiên của van Dokkum qua Kính viễn vọng Hubble.

Càng xa lõi của thiên hà, vệt này càng trở nên rõ hơn khi, do đó các nhà nghiên cứu kết luận vệt này là các ngôi sao mới do chính lỗ đen tạo ra.

Ở đầu hướng di chuyển của vệt, nơi nghi ngờ có lỗ đen, các nhà nghiên cứu cũng thấy bằng chứng về sóng xung kích. “Khí ở phía trước bị sốc do tốc độ siêu thanh, tốc độ di chuyển rất nhanh của lỗ đen", van Dokkum cho biết.

Các nhà thiên văn học cho rằng lỗ đen "bỏ chạy" này có khả năng bị đẩy ra khỏi thiên hà mẹ của nó sau 2 lần sáp nhập thiên hà. Lần thứ nhất xảy ra khoảng 50 triệu năm trước, làm cho 2 lỗ đen siêu lớn của 2 thiên hà quay quanh nhau. Lần thứ hai, tổ hợp 2 thiên hà này sáp nhập với một thiên hà thứ ba, và một trong 3 lỗ đen đã bị đẩy ra khỏi hệ thống thiên hà, để lại 2 lỗ đen quay quanh nhau.

Để xác nhận giả thuyết này, nhóm van Dokkum lên kế hoạch tiếp tục quan sát bằng Kính viễn vọng James Webb và Đài quan sát tia X Chandra.

Hoàng Nam