Hàng trăm hố đen điên cuồng khuấy động thiên hà Milky Way

Các hố đen khuấy động thiên hà của chúng ta, đe dọa nuốt chửng bất cứ thứ gì tiến đến gần chúng. Trên thực tế, các tính toán mới do Ryan O'Leary và Avi Loeb thực hiện (thuộc trung tâm Vật lý học thiên thể Harvard-Smithsonian) cho thấy hàng trăm hố đen khổng lồ - tàn dư sau chuỗi thời gian hình thành thiên hà khi vũ trụ mới chỉ ở giai đoạn đầu – đang lang thang khắp thiên hà Milky Way.

Tuy nhiên có một tin tốt rằng Trái Đất của chúng ta vẫn an toàn. Hố đen hung bạo gần nhất nằm cách chúng ta tới hàng ngàn năm ánh sáng. Các nhà thiên văn học nóng lòng muốn tìm ra vị trí của các hố đen này bởi chúng sẽ cung cấp các đầu mối về quá trình hình thành dải thiên hà Milky Way.

Loeb cho biết: “Những hố đen này là di tích của thời quá khứ của thiên hà Milky Way. Bạn có thể nói rằng chúng ta là các nhà khảo cổ học đang nghiên cứu các di chỉ đó để tìm hiểu về lịch sử của thiên hà cũng như lịch sử hình thành các hố đen khi vũ trụ mới chỉ ở thuở ban sơ”.

Theo giả thuyết này, các hố đen hung bạo ban đầu lẩn quất ở vùng trung tâm của các thiên hà nhỏ có khối lượng thấp. Trải qua hàng tỉ năm, những thiên hà lùn này va chạm mạnh với nhau để tạo thành các thiên hà có kích cỡ cực đại như thiên hà Milky Way.

Mỗi lần hai thiên hà nguyên thủy có chứa các hố đen ở trung tâm va đập với nhau, hố đen của chúng cũng kết hợp lại để trở thành một hố đen duy nhất. Trong quá trình sát nhập, các bức xạ hấp dẫn được phóng ra trực tiếp khiến hố đen chuyển động lùi lại. Một cú đẩy có thể khiến hố đen tăng tốc hướng ra ngoài đủ nhanh để thoát ra khỏi thiên hà lùn của nó, nhưng thế vẫn chưa đủ để thoát hẳn vùng lân cận của thiên hà một cách hoàn toàn. Kết quả là những hố đen như thế vẫn lảng vảng xung quanh ở vùng lân cận của quầng sáng thiên hà Milky Way. 

Hàng trăm hố đen hung bạo có lẽ đang tồn tại ở vùng ngoại vi của thiên hà Milky Way, mỗi một hố đen có khối lượng tương đương với 1000 hoặc 100.000 mặt trời. Rất khó có thể định vị được hố đen bởi chúng ta chỉ có thể quan sát được chúng khi chúng đang nuốt vật chất.

Có một dấu hiệu giúp chúng ta định vị được hố đen đó là cụm sao ở xung quanh sẽ bị kéo ra khỏi thiên hà lùn khi hố đen trốn thoát. Chỉ những ngôi sao nằm gần nhất với hố đen mới bị kéo theo, do đó cụm sao đó sẽ trở nên rất dày đặc.

O’Leary giải thích: “Cụm sao ở xung quanh giống như ngọn hải đăng cảnh báo có vỉa đá ngầm nguy hiểm ở phía trước. Nếu không có các ngôi sao sáng dẫn đường, chúng ta sẽ không thể tìm ra được hố đen”.

Số lượng của các hố đen hung bạo trong thiên hà của chúng ta còn phụ thuộc vào số lượng các khối kiến tạo thiên hà nguyên thủy có chứa hố đen ở trung tâm, và cách thức mà các thiên hà nguyên thủy đó kết hợp với nhau để tạo thành thiên hà Milky Way. Việc phát hiện và nghiên cứu chúng sẽ mang lại những thông tin mới về lịch sử hình thành và phát triển thiên hà của chúng ta. Định vị biển chỉ đường là các cụm sao có thể là một cách thức tương đối khả thi.

Loeb cho biết: “Cho đến bây giờ, các nhà thiên văn học vẫn chưa hề nghĩ đến việc tìm kiếm các cụm sao dày đặc như thế trong quầng sáng của thiên hà Milky Way. Nhưng giờ chúng ta đã biết phải trông đợi vào điều gì, chúng tôi có thể kiểm tra các khảo sát về bầu trời hiện có để tìm kiếm nhóm vật thể mới này”.

Bài báo của Loeb và O’Leary được công bố trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Trụ sở đặt tại Cambridge, Mass., Trung tâm vật lý học thiên thể Harvard-Smithsonian (CfA) là sự kết hợp giữa Đài quan sát vật lý học thiên thể Smithsonian và Đài quan sát trường Harvard. Các nhà khoa học của CfA được tổ chức thành 6 bộ phận nghiên cứu tìm hiểu về nguồn gốc, sự phát triển và số phận của vũ trụ.