Phát hiện các “bong bóng” khổng lồ quanh lỗ đen của Ngân hà
Kết quả quan trọng đầu tiên thu được từ Kính thiên văn vô tuyến mang tính tiên phong MeerKAT ở Nam Phi đã tiết lộ những dấu vết còn lại của những bùng nổ năng lượng tại trung tâm của dải Ngân hà.
Trong kết quả quan trọng đầu tiên của nó, mới chỉ hơn một năm sau khi khai trương, một kính viễn vọng siêu nhạy ở Nam Phi đã phát hiện ra hai “bong bóng vô tuyến” khổng lồ ở phía trên và dưới của dải Ngân hà. Những chi tiết trải rộng khắp một khu vực rộng 430 parsec (tương đương 1.400 năm ánh sáng), khoảng 5% khoảng cách giữa Hệ mặt trời và trung tâm của thiên hà này.
Các bong bóng này là các cấu trúc khí có thể quan sát được bởi các điện tích phóng bên trong chúng tạo ra các sóng vô tuyến như cách chúng được các từ trường gia tốc. Chính hoạt động này đề xuất rằng các bong bóng là những thứ còn sót lại của một suy sụp năng lượng của khí nóng ở nhiều triệu năm trước, theo các tác giả của một công bố về miêu tả các đặc điểm này, mới được xuất bản trên Nature vào ngày 11/9/2019, “Lạm phát của các bong bóng sóng thiên văn lưỡng cực trong Trung tâm Ngân hà bằng một sự kiện phóng điện tích” (Inflation of 430-parsec bipolar radio bubbles in the Galactic Centre by an energetic event).
Một giải thích có thể là chính lỗ đen siêu khối lượng ở trung tâm của Ngân hà đã trải qua một thời kỳ “ngấu nghiến” vật chất khủng khiếp và tạo ra sự bùng nổ. Một giải thích khác là đây có thể là một sự kiện “bùng nổ” sao – quá trình hình thành gần như song song này và cái chết theo sau của khoảng 100 ngôi sao lớn. Những sóng từ những va chạm của các bùng phát của chúng có thể đã kết hợp, “thổi” được một lỗ qua đám vật chất liên sao dày đặc ở vùng trung tâm Ngân hà này.
Oliver Pfuhl, một nhà vật lý thiên văn tại Đài quan sát Nam Âu ở Garching, Đức, cho biết cả các vụ bùng nổ sao và hoạt động của lỗ đen có thể đóng vai trò trong đó, thậm chí là củng cố lực tác động lên chúng. Và các nhà nghiên cứu biết một vụ nổ sao đã diễn ra tại khu vực trung tâm Ngân hà vào 7 triệu năm trước đây. “Thật hấp dẫn khi liên hệ bong bóng vô tuyến với chính sự kiện hình thành sao này”, ông nói.
Các nhà nghiên cứu đang làm việc với Kính viễn vọng vô tuyến MeerKAT ở Nam Phi – một thiết bị tiền thân của kính viễn vọng vô tuyến lớn nhất thế giới hiện nay, Kính viễn vọng Square Kilometre Array (SKA) – đã khám phá ra những bong bóng quanh lỗ đen ở trung tâm Ngân Hà— khi họ tạo ra một hình ảnh về trung tâm Ngân hà để chúc mừng một năm kỷ niệm ngày thành lập đài quan sát và kiểm tra việc vận hành thiết bị mới được lắp đặt từ tháng 4/2018, nhà thiên văn học sóng vô tuyến Fernando Camilo, người phụ trách khoa học của đài quan sát nói. Điều đáng nói là sẽ phải mất nhiều năm để các nhà nghiên cứu có được một đài quan sát mới để làm việc một cách hiệu quả, và tạo ra được các sản phẩm nghiên cứu trên các thiết bị đó nhưng với MeerKAT, họ đã làm mọi người kinh ngạc khi có được những điều đó một cách trôi chảy. “Đây đúng là kiểu công việc vượt ra ngoài khuôn khổ”, Camilo nói.
Các bong bóng đó có thể góp phần giải quyết một bài toán cũ trong thiên văn sóng vô tuyến. Có thể là các điện tích được gia tốc bên trong chúng là nguồn năng lượng làm sáng “các dây tóc” của vật chất dài hàng chục parsec, kéo dài ở trung tâm dải Ngân hà, đầu tiên được quan sát vào năm 1984. Ngay cả những bong bóng lớn nhất, vượt hẳn lên các bong bóng khác do MeerKAT quan sát, đã được quan sát trong phần tia γ của dải quan phổ, và có thể tương tự về nguồn gốc.
Đài quan sát MeerKAT trị giá 330 triệu USD là một dãy 64 ăng ten parabol đặt cách nhau 13,5 m, tại một vùng hẻo lánh ở vùng Bắc Cape. Nó sẽ hình thành vùng lõi của Đài quan sát SKA ở Nam Phi, sẽ được xây dựng vào những năm 2020. Phần thứ hai của SKA sẽ được xây ở Australia.
Tô Vân dịch
Nguồn: https://www.nature.com/articles/d41586-019-02726-x
