Các nhà khoa học từ lâu đã tin rằng có những hố đen siêu lớn có kích thước khổng lồ ẩn núp ở trung tâm của tất cả các thiên hà lớn. Điều đó có nghĩa là việc không phát hiện ra một gã khổng lồ vũ trụ như vậy ở trung tâm của Thiên hà Pinwheel phía Nam, được gọi chính thức là Messier 83 (M83), là một câu đố gây nản lòng.
Bây giờ, bằng cách sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), các nhà thiên văn học có thể đã giải được câu đố này, tìm thấy bằng chứng đầu tiên về một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của M83, còn được gọi là NGC 5236, một thiên hà xoắn ốc nằm cách xa khoảng 15 triệu năm ánh sáng.
"JWST đang cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về các thiên hà", thành viên nhóm Linda Smith của Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian cho biết trong statement. "Trong nhiều năm, các nhà thiên văn học đã tìm kiếm một lỗ đen trong M83 nhưng không thành công. Bây giờ, cuối cùng chúng ta cũng có một manh mối thuyết phục cho thấy một lỗ đen có thể tồn tại."
Các lỗ đen siêu lớn có khối lượng gấp hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ lần khối lượng của mặt trời. Nằm ở trung tâm của các thiên hà xa xôi, các hố đen này khá dễ thấy khi chúng tích cực ăn và được bao quanh bởi khí và bụi mà chúng làm nóng, khiến chúng phát sáng rực rỡ.
Những vùng này, được gọi là "nhân thiên hà hoạt động" hoặc "AGN", thường có thể được nhìn thấy ngay cả trong các thiên hà quá xa và quá mờ để có thể phát hiện.
Điều này khiến các nhà khoa học suy đoán rằng hoặc hố đen siêu lớn ở trung tâm của M83 đang ngủ yên (không tích cực ăn vật chất) hoặc AGN mà nó cung cấp năng lượng bị che khuất bởi một lớp bụi dày.
Giải thích thứ hai được ủng hộ bởi dữ liệu mới từ JWST, tận dụng tối đa độ nhạy và độ phân giải không gian chưa từng có của kính viễn vọng không gian trị giá 10 tỷ đô la này.
Các đám khí ion hóa cao là "bằng chứng rõ ràng" ám chỉ sự hiện diện của một AGN bị che khuất ở trung tâm của M83.
"Phát hiện của chúng tôi về sự phát xạ neon ion hóa cao trong nhân của M83 là điều bất ngờ", trưởng nhóm Svea Hernandez, một nhà khoa học của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian, cho biết. "Những dấu hiệu này đòi hỏi một lượng năng lượng lớn để tạo ra, nhiều hơn những gì các ngôi sao bình thường có thể tạo ra.
"Điều này cho thấy rõ ràng sự hiện diện của một AGN mà cho đến nay vẫn chưa thể nắm bắt được."
Ngay cả cái chết bùng nổ của các ngôi sao lớn trong siêu tân tinh cũng không cung cấp đủ năng lượng để tạo ra dấu hiệu mà JWST phát hiện ra. Điều đó khiến AGN trở thành nghi phạm có khả năng xảy ra nhất. Nhưng không phải là nghi phạm duy nhất.
Nhóm nghiên cứu đứng sau khám phá này hiện cần loại trừ các ứng cử viên có thể khác cho việc tạo ra khí neon ion hóa cao, chẳng hạn như sóng xung kích truyền qua các khí tồn tại giữa các ngôi sao, "môi trường liên sao".
Các bài viết liên quan:
— Vũ trụ của chúng ta có bị mắc kẹt bên trong một lỗ đen không? Khám phá về Kính viễn vọng không gian James Webb này có thể khiến bạn phải kinh ngạc
—Tàu vũ trụ của NASA phát hiện ra hố đen khổng lồ phát nổ với tia X 'giải phóng năng lượng gấp trăm lần so với những gì chúng ta từng thấy ở bất kỳ nơi nào khác'
— Điều gì sẽ xảy ra nếu hố đen của Ngân Hà phun trào? Thiên hà xa xôi này vẽ nên một bức tranh đáng sợ
Các nhà thiên văn học hiện sẽ tiếp tục điều tra M83 bằng Kính viễn vọng không gian Hubble, Mảng Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA) và Kính viễn vọng rất lớn (VLT).
Trong khi đó, nghiên cứu này chứng minh JWST hiệu quả như thế nào trong việc khám phá các cấu trúc chưa từng thấy trong vũ trụ.
"Khám phá này cho thấy JWST đang tạo ra những đột phá bất ngờ", Smith kết luận, "Các nhà thiên văn học nghĩ rằng họ đã loại trừ khả năng có AGN trong M83, nhưng giờ đây chúng ta có bằng chứng mới thách thức các giả định trong quá khứ và mở ra những con đường mới cho việc khám phá".
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố vào thứ năm (ngày 17 tháng 4) trên Tạp chí Vật lý thiên văn.
Bây giờ, bằng cách sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), các nhà thiên văn học có thể đã giải được câu đố này, tìm thấy bằng chứng đầu tiên về một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của M83, còn được gọi là NGC 5236, một thiên hà xoắn ốc nằm cách xa khoảng 15 triệu năm ánh sáng.
"JWST đang cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về các thiên hà", thành viên nhóm Linda Smith của Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian cho biết trong statement. "Trong nhiều năm, các nhà thiên văn học đã tìm kiếm một lỗ đen trong M83 nhưng không thành công. Bây giờ, cuối cùng chúng ta cũng có một manh mối thuyết phục cho thấy một lỗ đen có thể tồn tại."
Các lỗ đen siêu lớn có khối lượng gấp hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ lần khối lượng của mặt trời. Nằm ở trung tâm của các thiên hà xa xôi, các hố đen này khá dễ thấy khi chúng tích cực ăn và được bao quanh bởi khí và bụi mà chúng làm nóng, khiến chúng phát sáng rực rỡ.
Những vùng này, được gọi là "nhân thiên hà hoạt động" hoặc "AGN", thường có thể được nhìn thấy ngay cả trong các thiên hà quá xa và quá mờ để có thể phát hiện.
Điều này khiến các nhà khoa học suy đoán rằng hoặc hố đen siêu lớn ở trung tâm của M83 đang ngủ yên (không tích cực ăn vật chất) hoặc AGN mà nó cung cấp năng lượng bị che khuất bởi một lớp bụi dày.
Giải thích thứ hai được ủng hộ bởi dữ liệu mới từ JWST, tận dụng tối đa độ nhạy và độ phân giải không gian chưa từng có của kính viễn vọng không gian trị giá 10 tỷ đô la này.
Các đám khí ion hóa cao là "bằng chứng rõ ràng" ám chỉ sự hiện diện của một AGN bị che khuất ở trung tâm của M83.
"Phát hiện của chúng tôi về sự phát xạ neon ion hóa cao trong nhân của M83 là điều bất ngờ", trưởng nhóm Svea Hernandez, một nhà khoa học của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian, cho biết. "Những dấu hiệu này đòi hỏi một lượng năng lượng lớn để tạo ra, nhiều hơn những gì các ngôi sao bình thường có thể tạo ra.
"Điều này cho thấy rõ ràng sự hiện diện của một AGN mà cho đến nay vẫn chưa thể nắm bắt được."
Ngay cả cái chết bùng nổ của các ngôi sao lớn trong siêu tân tinh cũng không cung cấp đủ năng lượng để tạo ra dấu hiệu mà JWST phát hiện ra. Điều đó khiến AGN trở thành nghi phạm có khả năng xảy ra nhất. Nhưng không phải là nghi phạm duy nhất.
Nhóm nghiên cứu đứng sau khám phá này hiện cần loại trừ các ứng cử viên có thể khác cho việc tạo ra khí neon ion hóa cao, chẳng hạn như sóng xung kích truyền qua các khí tồn tại giữa các ngôi sao, "môi trường liên sao".
Các bài viết liên quan:
— Vũ trụ của chúng ta có bị mắc kẹt bên trong một lỗ đen không? Khám phá về Kính viễn vọng không gian James Webb này có thể khiến bạn phải kinh ngạc
—Tàu vũ trụ của NASA phát hiện ra hố đen khổng lồ phát nổ với tia X 'giải phóng năng lượng gấp trăm lần so với những gì chúng ta từng thấy ở bất kỳ nơi nào khác'
— Điều gì sẽ xảy ra nếu hố đen của Ngân Hà phun trào? Thiên hà xa xôi này vẽ nên một bức tranh đáng sợ
Các nhà thiên văn học hiện sẽ tiếp tục điều tra M83 bằng Kính viễn vọng không gian Hubble, Mảng Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA) và Kính viễn vọng rất lớn (VLT).
Trong khi đó, nghiên cứu này chứng minh JWST hiệu quả như thế nào trong việc khám phá các cấu trúc chưa từng thấy trong vũ trụ.
"Khám phá này cho thấy JWST đang tạo ra những đột phá bất ngờ", Smith kết luận, "Các nhà thiên văn học nghĩ rằng họ đã loại trừ khả năng có AGN trong M83, nhưng giờ đây chúng ta có bằng chứng mới thách thức các giả định trong quá khứ và mở ra những con đường mới cho việc khám phá".
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố vào thứ năm (ngày 17 tháng 4) trên Tạp chí Vật lý thiên văn.
