Các nhà khoa học đã phát hiện một loại lỗ đen cực kỳ hiếm gặp đang tiêu thụ một ngôi sao trong không gian thông qua quan sát của Kính viễn vọng Hubble và Đài quan sát tia X Chandra của NASA. Sự kiện này diễn ra tại thiên hà ellip NGC 6099, cách Trái đất khoảng 450 triệu năm ánh sáng.
Đối tượng được phát hiện mang tên NGC 6099 HLX-1, là một nguồn tia X cực sáng xuất hiện từ một cụm sao nhỏ gọn trong thiên hà NGC 6099. Đây được coi là một lỗ đen khối lượng trung gian (IMBH), loại lỗ đen “Goldilocks” – không quá lớn cũng không quá nhỏ – vô cùng khó quan sát trong vũ trụ.
Kính viễn vọng Hubble đã đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu các lỗ đen siêu khối lượng kể từ khi được phóng vào năm 1990. NASA giải thích rằng Hubble đã khám phá ra các thiên hà có thể chứa những lỗ đen siêu khối lượng ở trung tâm với khối lượng gấp hàng triệu hoặc tỷ lần Mặt trời. Tuy nhiên, Hubble cũng tìm thấy các thiên hà có thể có hàng triệu lỗ đen nhỏ hơn nhiều, nặng ít hơn 100 lần khối lượng Mặt trời.
Khác với các lỗ đen siêu khối lượng có thể tìm thấy khắp vũ trụ và các lỗ đen nhỏ mà các nhà khoa học có thể quan sát được, lỗ đen khối lượng trung gian thường “vô hình” với các nhà thiên văn học vì chúng không “nuốt chửng nhiều khí và sao” như các lỗ đen siêu khối lượng, điều này tạo ra bức xạ mạnh mẽ có thể phát hiện được.
Thay vào đó, giống như các sự kiện vũ trụ thoáng qua khác, các IMBH chỉ có thể được quan sát khi chúng đang tích cực tiêu thụ một ngôi sao. “Khi chúng thỉnh thoảng nuốt chửng một ngôi sao đi ngang qua – trong cái mà các nhà thiên văn học gọi là sự kiện phá vỡ thủy triều – chúng tạo ra một luồng bức xạ khổng lồ,” NASA viết.
Trong nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal, các nhà khoa học Yi-Chi Chang, Roberto Soria, Albert K.H. Kong, Alister W. Graham, Kirill A. Grishin và Igor V. Chilingarian giải thích cách họ ban đầu phát hiện ra các tia X bất thường trong quan sát của Chandra từ năm 2009. Sau đó, nhóm nghiên cứu đã theo dõi bằng cách sử dụng đài quan sát không gian XMM-Newton của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA).
“Các nguồn tia X với độ sáng cực đoan như vậy rất hiếm bên ngoài hạt nhân thiên hà và có thể đóng vai trò là chìa khóa để xác định các IMBH khó nắm bắt. Chúng đại diện cho mắt xích quan trọng còn thiếu trong quá trình tiến hóa lỗ đen giữa khối lượng sao và lỗ đen siêu khối lượng,” tác giả chính của nghiên cứu Yi-Chi Chang từ Đại học Quốc gia Tsing Hua, Hsinchu, Đài Loan cho biết.
Các phát xạ tia X từ NGC 6099 HLX-1 có nhiệt độ ba triệu độ, phù hợp với các quan sát dự kiến của một sự kiện phá vỡ thủy triều. Dữ liệu từ Hubble tiết lộ bằng chứng về một cụm sao nhỏ nằm xung quanh IMBH nghi ngờ, điều này sẽ cung cấp đủ “thức ăn” cho lỗ đen cỡ trung. Các ngôi sao này cực kỳ gần nhau, chỉ cách nhau vài tháng ánh sáng, tương đương khoảng 500 tỷ dặm.
IMBH nghi ngờ đạt độ sáng quan sát tối đa vào năm 2012 và giảm cường độ cho đến năm 2023. “Nếu IMBH đang ăn một ngôi sao, phải mất bao lâu để nuốt chửng khí của ngôi sao đó? Năm 2009, HLX-1 khá sáng. Sau đó vào năm 2012, nó sáng hơn khoảng 100 lần. Và sau đó nó lại giảm xuống,” đồng tác giả nghiên cứu Roberto Soria từ Viện Vật lý thiên văn Quốc gia Italy (INAF) giải thích.
NGC 6099 HLX-1 vẫn là một khu vực nghiên cứu hấp dẫn vì các nhà khoa học tin rằng các lỗ đen khối lượng trung gian có thể tiếp tục phát triển và một ngày nào đó trở thành lỗ đen siêu khối lượng thông qua việc kết hợp với các IMBH khác có thể đang quay quanh trung tâm thiên hà như các lỗ đen vệ tinh.
Tuy nhiên, các nghiên cứu trở nên phức tạp do thực tế là các kính viễn vọng không gian, đặc biệt là những kính như Chandra và XMM-Newton chỉ quan sát một phần rất nhỏ của bầu trời tại một thời điểm, rất hiếm khi phát hiện ra các sự kiện phá vỡ thủy triều. Đài quan sát Vera C. Rubin mới mở ở Chile quan sát một phần lớn bầu trời mỗi đêm và có thể giúp định vị các sự kiện phá vỡ thủy triều để nghiên cứu sâu hơn, mặc dù trong ánh sáng khả kiến.
Theo: PetaPixel
Xem thêm: Hubble chụp ảnh vật thể liên sao bí ẩn đang tiến về Trái Đất