Một lỗ đen chưa được phát hiện đã thông báo sự tồn tại của nó cho các nhà thiên văn học khi nó bị vỡ ra và nuốt chửng một ngôi sao đang lang thang gần nó.
Một lỗ đen khối lượng trung bình nằm trong một thiên hà lùn cách chúng ta một triệu năm ánh sáng một vùng đất Ngôi sao bị xé toạc trong một sự kiện mà các nhà thiên văn gọi là sự kiện nhiễu loạn thủy triều (TDE). TDE có thể nhìn thấy được khi nó phóng ra một làn sóng bức xạ mạnh đến mức nó vượt trội hơn mọi ngôi sao trong ngôi nhà thiên hà lùn của nó trong một thời gian ngắn cộng lại.
TDE có thể giúp các nhà khoa học hiểu mối quan hệ giữa các thiên hà và lỗ đen Bên trong họ. Nó cũng cung cấp cho các nhà thiên văn một lỗ đen trung gian khác để nghiên cứu. “Khám phá này đã gây ra sự phấn khích rộng rãi vì chúng ta có thể sử dụng các sự kiện nhiễu loạn thủy triều để không chỉ tìm thấy nhiều lỗ đen có khối lượng trung bình hơn trong một ngôi sao lùn yên tĩnh.” thiên hà mà còn để đo khối lượng của chúng, ”đồng tác giả nghiên cứu và nhà thiên văn học Ryan Foley của Đại học California, Santa Cruz (UCSC) cho biết trong bản tường trình (Mở trong tab mới).
Có liên quan: Hố đen “chôn vùi” một ngôi sao “mì” mà nó đã nuốt chửng trong nhiều năm
TDE phát sáng – hình thoi vào năm 2020 (Mở trong tab mới)Lần đầu tiên nó được các nhà thiên văn quan sát bằng Thí nghiệm Siêu tân tinh Trẻ (YSE), một cuộc khảo sát thiên văn nhằm phát hiện các sự kiện vũ trụ tồn tại trong thời gian ngắn như các vụ nổ siêu tân tinh, trong đó một lỗ đen lần đầu tiên bắt đầu nuốt chửng một ngôi sao.
Việc quan sát khoảnh khắc hủy diệt ban đầu này có ý nghĩa quan trọng trong việc cho phép một nhóm quốc tế do các nhà khoa học của UCSF, tác giả nghiên cứu đầu tiên và nhà thiên văn học Charlotte Angus của Viện Niels Bohr dẫn đầu đo lường và tìm ra khối lượng của lỗ đen xung quanh nó. 100.000 triệu lần khối lượng của Mặt trời. (Mở trong tab mới)
TDE đã được sử dụng thành công để đo khối lượng của các lỗ đen siêu lớn trong quá khứ, nhưng đây là lần đầu tiên chúng được chứng minh là có tác dụng ghi lại khối lượng của các lỗ đen có khối lượng trung bình nhỏ hơn.
Điều này có nghĩa là quan sát ban đầu về sự phát sáng cực nhanh AT 2020neh có thể cung cấp cơ sở để đo khối lượng của các lỗ đen cỡ trung bình trong tương lai.
Angus nói: “Thực tế là chúng tôi có thể chụp được lỗ đen cỡ trung bình này khi nó đang nuốt chửng một ngôi sao, đã cho chúng tôi một cơ hội tuyệt vời để khám phá những gì có thể đã bị che giấu với chúng tôi. Hơn nữa, chúng ta có thể sử dụng các đặc tính của chính sự phát sáng để hiểu nhóm lỗ đen có trọng lượng trung bình khó nắm bắt này, có thể đại diện cho phần lớn các lỗ đen ở trung tâm của các thiên hà.
Loại lỗ đen cỡ trung bình này có phạm vi khối lượng từ 100 đến 100.000 lần mặt trờikhiến chúng lớn hơn nhiều so với các lỗ đen có khối lượng sao nhưng nhỏ hơn nhiều so với các lỗ đen siêu lớn ở lõi của hầu hết các thiên hà, bao gồm dải Ngân Hà.
Các nhà vật lý từ lâu đã nghi ngờ rằng các lỗ đen siêu lớn, có khối lượng gấp hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ lần so với khối lượng của Mặt trời, có thể phát triển thành khối lượng khổng lồ như vậy là kết quả của việc hợp nhất các lỗ đen có khối lượng trung bình.
Một giả thuyết liên quan đến cơ chế có thể tạo điều kiện cho sự phát triển này là vũ trụ sơ khai rất giàu các thiên hà lùn với các lỗ đen trung gian.
Khi các thiên hà lùn này hợp nhất hoặc bị nuốt chửng bởi các thiên hà lớn hơn, các lỗ đen trung gian bên trong chúng phân tán ra xa nhau, do đó khối lượng ngày càng lớn. Quá trình liên tục gồm các vụ sáp nhập ngày càng lớn hơn này cuối cùng sẽ dẫn đến lỗ đen khổng lồ Các Titan là trung tâm của hầu hết các thiên hà ngày nay.
“Nếu chúng ta có thể hiểu có bao nhiêu lỗ đen khối lượng trung bình – có bao nhiêu và ở đâu – chúng ta có thể giúp xác định liệu lý thuyết của chúng ta về sự hình thành các lỗ đen siêu lớn có đúng hay không”, đồng tác giả kiêm giáo sư thiên văn học tại UCLA. Enrico Ramirez Ruiz là một nhà vật lý thiên văn.
Một trong những câu hỏi còn lại liên quan đến lý thuyết tăng trưởng lỗ đen là: Có phải tất cả các thiên hà lùn đều có lỗ đen khối lượng trung bình của riêng chúng không? Điều này rất khó trả lời bởi vì các lỗ đen bẫy ánh sáng đằng sau một ranh giới bên ngoài gọi là chân trời sự kiện, chúng vô hình một cách hiệu quả trừ khi chúng ăn khí và bụi xung quanh, hoặc nếu chúng bị vỡ. các ngôi sao trong TDEs.
Các nhà thiên văn có thể sử dụng các phương pháp khác, chẳng hạn như xem xét hiệu ứng hấp dẫn của các ngôi sao quay quanh chúng, để suy ra sự hiện diện của các lỗ đen. Tuy nhiên, các phương pháp phát hiện này hiện không đủ nhạy để áp dụng cho các lỗ đen xa xôi ở trung tâm của các thiên hà lùn.
Kết quả là, một vài lỗ đen có khối lượng trung bình đã được theo dõi xuống các thiên hà lùn. Điều này có nghĩa là bằng cách phát hiện và đo các tia sáng TDE cho các lỗ đen cỡ trung bình như AT 2020neh, nó có thể là một công cụ quan trọng trong việc giải quyết tranh luận về sự phát triển của các lỗ đen siêu lớn.
Nghiên cứu của nhóm đã được xuất bản ngày 10 tháng 11 trên tạp chí thiên văn học tự nhiên (Mở trong tab mới).
theo dõi chúng tối trên Twitter Nhúng Tweet (Mở trong tab mới) hoặc trên Facebook (Mở trong tab mới).
“Nhà phân tích. Con mọt sách thịt xông khói đáng yêu. Doanh nhân. Nhà văn tận tâm. Ninja rượu từng đoạt giải thưởng. Một độc giả quyến rũ một cách tinh tế.”