Khi các thiên hà va chạm và các lỗ đen hợp nhất, các lỗ đen quái vật tạo ra có thể sẽ hoành hành, nuốt chửng những ngôi sao gần đó.
Nghiên cứu mới của các nhà thiên văn học chỉ ra rằng - khi hai thiên hà va chạm vào không gian - vụ va chạm khiến các lỗ đen ở lõi của chúng xoắn ốc với nhau, hợp nhất, sau đó trở nên điên cuồng ăn sao.
Nói cách khác, thiên hà và sự va chạm và sáp nhập lỗ đen đá lỗ đen quái vật dẫn đến các ngôi sao xung quanh. Ở đó, hố đen xé vụn và nuốt chửng những ngôi sao một cách nhanh chóng. Nghiên cứu này - của Nick Stone và Avi Loeb thuộc Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian - cho thấy các cuộc khảo sát trên bầu trời có thể cung cấp cho các nhà thiên văn học một cách để bắt một lỗ đen hầm hố trong hành động.
Trong quan niệm của nghệ sĩ bên dưới, hai lỗ đen sắp hợp nhất. Khi chúng kết hợp lại, những nhà thiên văn học này tin rằng bức xạ sóng hấp dẫn sẽ đá vào lỗ đen giống như một động cơ tên lửa, đưa nó lan tràn qua các ngôi sao gần đó.
Nghệ sĩ khái niệm cho việc sáp nhập lỗ đen. Tín dụng: David A. Aguilar (CfA)
Trước khi sáp nhập, khi hai lỗ đen xoáy vào nhau, chúng khuấy động trung tâm thiên hà giống như lưỡi dao của máy xay. Lực hấp dẫn mạnh mẽ của chúng làm cong không gian, lấy ra những gợn sóng được gọi là sóng hấp dẫn. Khi các lỗ đen hợp nhất, chúng phát ra sóng hấp dẫn mạnh hơn theo một hướng. Sự bất bình đẳng đó đá lỗ đen theo hướng ngược lại giống như một động cơ tên lửa. Stone nói trong một thông cáo báo chí:
Cú đá đó rất quan trọng. Nó có thể đẩy lỗ đen về phía những ngôi sao mà ở khoảng cách an toàn. Về cơ bản, lỗ đen có thể đi từ đói đến thưởng thức một bữa tiệc buffet hoàn toàn có thể ăn.
Khi các lực thủy triều xé toạc một ngôi sao, phần còn lại của nó sẽ xoắn quanh lỗ đen, đập vỡ và cọ xát với nhau, nóng lên đủ để tỏa sáng trong tia cực tím hoặc tia X. Lỗ đen sẽ phát sáng rực rỡ như một ngôi sao đang nổ tung, hoặc siêu tân tinh, trước khi mờ dần theo một cách đặc biệt.
Điều quan trọng, một lỗ đen khổng lồ lang thang, dự kiến sẽ nuốt chửng nhiều ngôi sao hơn một lỗ đen trong một trung tâm thiên hà không bị phá vỡ. Một lỗ đen đứng yên phá vỡ một ngôi sao cứ sau 100.000 năm. Trong trường hợp tốt nhất, một lỗ đen lang thang có thể phá vỡ một ngôi sao mỗi thập kỷ. Điều này sẽ cung cấp cho các nhà thiên văn học một cơ hội tốt hơn nhiều để phát hiện ra những sự kiện này.
Bắt tín hiệu từ một ngôi sao bị phá vỡ là một khởi đầu tốt. Tuy nhiên, các nhà thiên văn thực sự muốn kết hợp thông tin đó với dữ liệu sóng hấp dẫn từ vụ sáp nhập lỗ đen.
Các phép đo sóng hấp dẫn mang lại khoảng cách rất chính xác (tốt hơn một phần trong một trăm, hoặc 1 phần trăm). Tuy nhiên, họ không cung cấp tọa độ bầu trời chính xác. Một sự phá vỡ thủy triều ngôi sao sẽ cho phép các nhà thiên văn xác định chính xác thiên hà chứa nhị phân lỗ đen được sáp nhập gần đây.
Bằng cách tương quan dịch chuyển đỏ của thiên hà (một sự thay đổi trong ánh sáng của nó do Vũ trụ gây ra bởi vũ trụ giãn nở) với khoảng cách chính xác, các nhà thiên văn học có thể suy ra phương trình trạng thái của năng lượng tối. Nói cách khác, họ có thể tìm hiểu thêm về lực đẩy tăng tốc vũ trụ và chi phối ngân sách năng lượng / khối lượng vũ trụ ngày nay. Loeb nói:
Thay vì candles nến tiêu chuẩn, giống như siêu tân tinh, nhị phân của lỗ đen sẽ là một còi báo động tiêu chuẩn. Sử dụng nó, chúng ta có thể tạo ra một thước kẻ chính xác nhất trong vũ trụ.
Tìm ra một lỗ đen hợp nhất cũng sẽ cho phép các nhà lý thuyết khám phá một chế độ mới của thuyết tương đối rộng Einstein Einstein. Loeb đã thêm:
Chúng ta có thể kiểm tra thuyết tương đối rộng trong chế độ trọng lực mạnh với độ chính xác chưa từng có.
Điểm mấu chốt: Nick Stone và Avi Loeb thuộc Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian đã tiến hành nghiên cứu mới cho thấy các vụ va chạm thiên hà và sau đó là sự hợp nhất của các lỗ đen ở trung tâm các thiên hà, sẽ khiến các lỗ đen quái vật mới hình thành xảy ra. hung hăng, vụn vặt và nuốt chửng những ngôi sao gần đó. Khi các ngôi sao bị lỗ đen ăn, lỗ đen sẽ phát sáng rực rỡ trong tia X hoặc tia cực tím, giúp các nhà thiên văn học có cơ hội nhìn thoáng qua chúng.
Qua EurekAlert
Các hố đen siêu lớn bắt đầu phát triển khi vũ trụ còn rất trẻ