Nghiên cứu được thực hiện bởi Đại học Surrey vừa công bố trên tạp chí Những điểm đáng chú ý hàng tháng của Hội thiên văn học Hoàng gia đã cho thấy một cụm sao cầu có thể là nơi chứa hàng trăm lỗ đen - một điều mà cho tới tận gần đây vẫn được coi là không thể.
Các cụm sao cầu là những tập hợp sao dạng cầu có quỹ đạo quanh trung tâm một thiên hà nào đó (chẳng hạn như thiên hà Milky Way của chúng ta). Sử dụng các mô phỏng máy tính cao cấp, nhóm nghiên cứu của Đại học Surrey đã có thể nhìn thấy thứ vốn không thể thấy bằng cách lập bản đồ cụm sao cầu NGC 6101 và qua đó phát hiện ra sự tồn tại của các lỗ đen trong cụm. Các lỗ đen này lớn hơn Mặt Trời vài lần, được tạo thành từ sụp đổ hấp dẫn của các sao nặng vào cuối đời chúng. Trước đây người ta cho rằng các lỗ đen như vậy hầu hết đều bị đẩy khỏi cụm sao ban đầu của mình do các vụ nổ supernova vào lúc kết thúc cuộc đời của chúng.
"Do bản thất của mình, các lỗ đen là không thể nhìn thấy qua kính thiên văn, bởi không có bất cứ photon nào có thể thoát ra từ chúng," trưởng nhóm tác giả là Mikklos Peuten giải thích. "Để tìm kiếm chúng, chúng tôi quan sát hiệu ứng hấp dẫn mà chúng gây ra xung quanh. Sử dụng các quan sát và mô phỏng chúng tôi đã có thể phát hiện những manh mối khác thường và qua đó có thể thấy được 'cái không thể thấy'".
Lần gần đây nhất các nhà vật lý thiên văn tìm thấy một lỗ đen duy nhất trong một cụm sao cầu qua một hiện tượng hiếm gặp là sự chuyển vật chất từ một sao đồng hành sang lỗ đen. Nghiên cứu mới này đã cho thấy có thể có tới hàng trăm lỗ đen trong NGC 6101, điều này có thể làm đảo lộn các lý thuyết cũ về sự hình thành các lỗ đen.
Đồng tác giả của nghiên cứu, Giáo sư Mark Gieles của Đại học Surrey nói: "Nghiên cứu của chúng tôi được thiết lập để giúp trả lời những câu hỏi cơ bản về cơ chế của các sao và lỗ đen, cũng như sóng hấp dẫn đã được quan sát gần đây. Sóng này được phát ra khi hai lỗ đen sáp nhập, và nếu cách giải thích của chúng tôi là đúng thì vùng trung tâm của các cụm sao cầu có thể là nơi mà các cuộc sáp nhập xảy ra."
Các nhà nghiên cứu quyết định chọn cụm sao cầu đăc biệt này để lập bản đồ do những đặc điểm phát hiện gần đây của nó cho thấy nó có thể khác biệt so với các cụm khác. So với các cụm sao cầu khác thì NGC 6101 là khá trẻ khi so với tuổi của các sao riêng lẻ trong nó. Nó cũng đang trải qua giai đoạn phát triển rất nhanh với vùng trung tâm đang được lấp đầy dần bởi các sao có thể quan sát được.
Hình ảnh cụm sao cầu NGC 6101 do kính thiên văn không gian Hubble ghi nhận được cho thấy sự phân bố các sao quan sát được có mức độ tập trung thấp hơn so với các cụm sao khác trong thiên hà.
Sử dụng mô phỏng máy tính, nhóm nghiên cứu tái hiện được từng sao và lỗ đen riêng biệt trong cụm cùng hành vi của chúng. Mô phỏng đã có thể chúng minh được cách mà NGC 6101 tiến hóa. Nó cho phép thấy được hiệu ứng do rất nhiều lỗ đen tác động lên các sao nhìn thấy, cũng như có thể tái tạo được những gì đã quan sát thấy trong NGC 6101. Từ đó, các nhà nghiên cứu cho thấy rằng sự trẻ trung khó giải thích của cụm sao này đến từ số lượng lớn lỗ đen có mặt trong cụm.
"Nghiên cứu này rất thú vị khi mà chúng ta có thể quan sát một cách lý thuyết cảnh tưởng của toàn bộ số lỗ đen qua các mô phỏng máy tính. Kết quả cho thấy các cụm sao cầu như NGC 6101 vốn bị coi là nhàm chán thì trên thực tế lại là những đối tượng hấp dẫn nhất, mỗi cụm có thể là nơi cư trú của hàng trăm lỗ đen. Điều này sẽ giúp chúng tôi tìm ra nhiều lỗ đen hơn trong các cụm sao cầu khắp vũ trụ." Peuten kết luận.
L.C
Theo Science Daily