Các nhà thiên văn học: Một hố đen đang phát triển với tốc độ đáng báo động

Dữ liệu tia X cho thấy hố đen dường như đang phát triển nhanh hơn giới hạn bình thường của loại vật thể này, được gọi là giới hạn Eddington. Tốc độ phát triển của hố đen được ước tính gấp 2,4 lần giới hạn Eddington.

Khi vật chất bị hút về phía lỗ đen, nó nóng lên và tạo ra bức xạ cường độ cao trên một phổ ánh sáng rộng, bao gồm tia X và ánh sáng khả kiến. Bức xạ này tác động lên vật chất đang rơi vào. Khi tốc độ rơi đạt đến giá trị tới hạn, áp suất bức xạ sẽ cân bằng với lực hấp dẫn của lỗ đen, ngăn vật chất rơi vào bên trong với tốc độ lớn hơn. Giá trị cực đại này được gọi là giới hạn Eddington.

Các nhà thiên văn học tin rằng các hố đen phát triển chậm hơn giới hạn Eddington sẽ cần phải có khối lượng gấp 10.000 lần hoặc hơn khối lượng Mặt trời để chúng có thể đạt đến khối lượng của một tỷ Mặt trời trong vòng một tỷ năm sau Vụ nổ lớn – như RACS J0320-35 đã được quan sát thấy.

Sự ra đời của một hố đen có khối lượng lớn như vậy có thể là kết quả trực tiếp từ sự sụp đổ của một đám mây khí khổng lồ, dày đặc chứa một lượng nhỏ các nguyên tố nặng hơn heli, nhưng kịch bản này có thể cực kỳ hiếm gặp.

Nếu RACS J0320-35 thực sự phát triển với tốc độ nhanh và trong một thời gian, thì hố đen của nó có thể đã bắt đầu hình thành theo cách tương đối thông thường—với khối lượng ban đầu nhỏ hơn Mặt trời 100 lần, do vụ nổ của một ngôi sao khổng lồ gây ra.

Luca Ighina, nhà thiên văn học tại Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: “Thật đáng kinh ngạc khi thấy hố đen này phát triển nhanh đến vậy”.

Để nghiên cứu tốc độ phát triển của hố đen (300 đến 3.000 khối lượng mặt trời mỗi năm), các nhà nghiên cứu đã so sánh các mô hình lý thuyết với quang phổ tia X Chandra và phát hiện ra rằng các quang phổ này gần giống với dự đoán của họ về một hố đen phát triển nhanh hơn giới hạn Eddington.

Dữ liệu từ ánh sáng khả kiến ​​và bước sóng hồng ngoại cũng hỗ trợ cho lời giải thích này – tốc độ tăng trưởng khối lượng của hố đen này vượt quá giới hạn Eddington.

“Vũ trụ đã tạo ra thế hệ hố đen đầu tiên như thế nào? Đây vẫn là một trong những câu hỏi lớn nhất trong ngành vật lý thiên văn, và vật thể này đang giúp chúng ta tìm ra câu trả lời”, ông Thomas Connor, đồng tác giả của nghiên cứu và cũng là thành viên của Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian, cho biết.

Kết quả nghiên cứu trên đã được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn vào ngày 8 tháng 9.

Lý Ngọc theo Epoch Times