Cygnus A là một thiên hà elip cách chúng ta gần 800 triệu năm ánh sáng. Ở trung tâm của nó là một lỗ đen siêu nặng có khối lượng ít nhất là 1 tỷ lần Mặt Trời. Quan sát mới đây cho thấy dường như lỗ đen này mới có một đồng hành.
Những quan sát mới của tổ hợp kính lớn VLA đã cho thấy có một vật thể nằm gần lỗ đen siêu nặng ở trung tâm của thiên hà này, các nhà thiên văn vô tuyến cho rằng đó là một lỗ đen siêu nặng thứ hai, sẽ sáp nhập với lỗ đen chính trong tương lai.
Dựa trên những quan sát ở dải sóng vô tuyến được VLA thực hiện vào các năm 2015 và 2016, các nhà thiên văn học đã xác định được một vật thể cách lỗ đen siêu nặng ở trung tâm của Cygnus A khoảng 1.500 năm ánh sáng. Vật thể này không được nhìn thấy trong những hình ảnh trước đây - mà lần ghi hình gần nhất là từ năm 1996. Cho tới tận gần đây khi VLA được nâng cấp vào năm 2012, các nhà nghiên cứu mới quay lại với thiên hà nổi tiếng này - một thiên hà đã được phát hiện từ năm 1939 bởi Grote Reber.
"Thật ngạc nhiên, chúng tôi đã tìm thấy một thứ rất nổi bật ở ngay gần trung tâm của thiên hà mà trước đây chưa từng xuất hiện trong các hình ảnh được công bố. Vật thể mới này đủ sáng để chúng tôi chắc chắn đã nhìn thấy trong những hình ảnh trước đây nếu không có gì thay đổi," Rick Perley ở Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia Mỹ (NRAO) phát biểu trong họp báo. "Điều đó có nghĩa là nó mới xuất hiện trong khoảng từ năm 1996 tới nay".
Những quan sát vô tuyến mới được thực hiện bởi một nhóm các nhà thiên văn gồm có Perley và con trai của ông là Daniel Perley ở Viện nghiên cứu Vật lý thiên văn thuộc Đại học John Moores - Liverpool, Anh cùng các nhà nghiên cứu Vivek Dhawan và Chris Carilli ở NRAO. Kết quả của họ đã được công bố trên Astrophysical journal.
Tiếp sau những quan sát vào năm 2015 và 2016, nhóm nghiên cứu sử dụng hệ thống kính thiên văn vô tuyến VLBA để phân định rõ vật thể mới được phát hiện với lỗ đen siêu nặng của thiên hà này đã được biết từ trước. Vật thể này cũng xuất hiện trong những hình ảnh chụp ở dải hồng ngoại của kính thiên văn không gian Hubble và đài quan sát Keck trong khoảng từ năm 1994 đến năm 2002 - khi đó nó được cho là một nhóm sao có mật độ cao. Từ đó tới nay, vật thể này phát ra sóng vô tuyến ngày càng mạnh khiến các nhà khoa học cần xem xét lại nó.
Hiện nay, có hai khả năng giải thích cho quan sát này: vật thể mới phát hiện hoặc là một vụ nổ supernova hoặc là một lỗ đen siêu nặng. Supernova là những vụ nổ của các sao nặng, dễ dàng được quan sát thấy trong những thiên hà xa xôi (đọc bài "Nova và supernova"). Tuy nhiên, theo Dhawan thì độ sáng đặc biệt ở dải sóng vô tuyến của thiên thể này cho thấy đây không phải một supernova. Vật thể này quá sáng (ở dải vô tuyến) và quan sát được trong thời gian quá dài để có thể là bất cứ loại supernova nào mà chúng ta từng biết.
Carilli cho biết: "Chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi đã tìm thấy lỗ đen siêu nặng thứ hai trong thiên hà này, cho thấy thiên hà này đã sáp nhập với một thiên hà khác trong quá khứ. Hai lỗ đen này là một trong những cặp lỗ đen gần nhau nhất từng được phát hiện, rất có thể chúng sẽ sáp nhập trong tương lai."
Vậy, nếu vật thể mới phát hiện này là một lỗ đen có khối lượng 1 tỷ lần Mặt Trời thì tại sao nó không được nhìn thấy trước đây? Có thể trước đây nó chưa phát ra bức xạ do chưa có tương tác đủ nhiều với vật chất mới như các sao và bụi trong thiên hà này (cần lưu ý rằng lỗ đen không phát ra bức xạ trực tiếp có thể quan sát được, bức xạ thu được của các lỗ đen thực chất là từ vật chất đang bồi tụ vào nó và được làm nóng lên trong quá trình gia tốc).
"Những quan sát tiếp theo sẽ giúp chúng tôi giải quyết những câu hỏi này. Ngoài ra, nếu đây là một lỗ đen thứa hai thì chúng tôi có thể tìm thấy những lỗ đen khác như thế ở những thiên hà tương tự" - Daniel Perley nói.
Rick Perley là một trong số những nhà thiên văn học đã thực hiện những quan sát đầu tiên về Cygnus A khi VLA bắt đầu đi vào hoạt động đầu những năm 1980. Những quan sát này đã cung cấp những chi tiết cần thiết cho các nhà thiên văn học để bắt đầu hiểu về cách mà những lỗ đên siêu nặng tạo ra những dòng vật chất có thể trải rộng vào không gian dài hơn cả kích thước của chính những thiên hà chứa chúng. Vào thời điểm đó, Daniel mới chỉ 2 tuổi.
"Những hình ảnh của VLA về Cygnus A từ những năm 1980 đã đánh dấu giới hạn của khả năng quan sát vào thời điểm đó. Vì vậy, chúng tôi đã không quan sát Cygnus A thêm nữa cho tới tận năm 1996, khi VLA được nâng cấp thêm giới hạn quan sát ở dải vô tuyến." - Rick Perley nói.
Nhưng giờ đây những quan sát mới nhất này đã mang lại một điều bất ngờ, và theo Daniel Perly thì "Vật thể mới này có thể cho chúng tôi biết thêm nhiều điều về lịch sử của thiên hà này.
Bryan
Theo Astronomy