Khi các thiên hà lớn và nhỏ hợp nhất, lỗ đen trung tâm của thiên hà lớn thường tạo ra khí và bụi. Nhưng trong một hệ thống thiên hà hợp nhất có tên Was 49, thiên hà nhỏ có lỗ đen ăn.
Hình ảnh quang học này cho thấy hệ thống Was 49, bao gồm một thiên hà lớn hợp nhất với một thiên hà nhỏ hơn nhiều. Thiên hà lùn quay trong đĩa thiên hà lớn hơn, cách trung tâm của nó khoảng 26.000 năm ánh sáng. Vùng màu hồng biểu thị một lỗ đen siêu lớn đang cho ăn; màu xanh lá cây biểu thị ánh sao bình thường. Hình ảnh thông qua NASA / DCT / NRL.
Một trong những khám phá hấp dẫn của thiên văn học hiện đại là các thiên hà - toàn bộ đảo sao - đôi khi hợp nhất với các thiên hà khác. Một phát hiện khác là nhiều thiên hà như Dải Ngân hà của chúng ta được biết có chứa các lỗ đen siêu lớn ở lõi của chúng. Giờ đây, một lỗ đen siêu lớn bên trong một thiên hà nhỏ đang thách thức những gì các nhà khoa học tin tưởng về sự hợp nhất của thiên hà. Hệ thống hợp nhất được gọi là Was 49 và nó bao gồm một thiên hà đĩa lớn (Was 49a), hợp nhất với một thiên hà lùn nhỏ hơn nhiều (Was 49b).
Cả hai thiên hà này đều có các lỗ đen siêu lớn trung tâm. Các nhà thiên văn học đã dự đoán rằng, khi các thiên hà lớn và nhỏ hợp nhất, các tương tác hấp dẫn của chúng sẽ tạo ra một lực xoắn - một mô-men xoắn - sẽ đưa khí vào lỗ đen thiên hà lớn hơn. Khi lỗ đen của thiên hà lớn hơn nuốt chửng khí và bụi, họ sẽ mong đợi được nhìn thấy nó phun ra tia X năng lượng cao (vì vật chất được chuyển thành năng lượng).
Nhưng đó không phải là những gì họ thấy trong hệ thống này.
Thay vào đó, lỗ đen trung tâm thiên hà nhỏ hơn là lỗ hoạt động mạnh hơn, trong khi lỗ đen thiên hà lớn hơn tương đối yên tĩnh. Nathan Secrest, tác giả chính của nghiên cứu và nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ ở Washington, cho biết trong một tuyên bố:
Đây là một hệ thống hoàn toàn độc đáo và chạy ngược lại với những gì chúng ta hiểu về sự hợp nhất của thiên hà.
Ngoài ra, lỗ đen của thiên hà nhỏ hơn cũng bí ẩn. Khối lượng của nó - lượng vật chất mà nó chứa trong phần bên trong ẩn của nó - rất lớn, so với các thiên hà có kích thước tương tự. Dữ liệu về lượng phát xạ tia X thiên hà nhỏ hơn đến từ sứ mệnh Mảng Kính viễn vọng Hạt nhân (NuSTAR) của NASA. Dữ liệu từ NuSTAR và Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan cho thấy lỗ đen chứa hơn 2% khối lượng riêng của thiên hà. Secrest nói:
Chúng tôi đã nghĩ rằng các thiên hà lùn lưu trữ các lỗ đen khổng lồ lớn như vậy. Lỗ đen này có thể lớn gấp hàng trăm lần so với những gì chúng ta mong đợi đối với một thiên hà có kích thước này, tùy thuộc vào cách thức thiên hà phát triển liên quan đến các thiên hà khác.
Các nhà khoa học đang cố gắng tìm ra lý do tại sao lỗ đen siêu lớn của thiên hà lùn Was 49b lại lớn như vậy. Nó có thể đã lớn trước khi bắt đầu sáp nhập, hoặc nó có thể đã phát triển trong giai đoạn đầu của quá trình sáp nhập, họ nói. Secrest nhận xét:
Nghiên cứu này rất quan trọng vì nó có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc mới về cách các lỗ đen siêu lớn hình thành và phát triển trong các hệ thống như vậy. Bằng cách kiểm tra các hệ thống như thế này, chúng ta có thể tìm thấy manh mối về cách lỗ đen siêu lớn của thiên hà của chúng ta hình thành.
Các nhà thiên văn học này cũng cho biết, trong vài trăm triệu năm, các lỗ đen của các thiên hà lớn và nhỏ sẽ hợp nhất thành một.
Điểm mấu chốt: Khi một thiên hà lớn và nhỏ hợp nhất, các nhà thiên văn học kỳ vọng lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của thiên hà lớn hơn sẽ là nơi ăn khí và bụi và tỏa sáng trong các tia X năng lượng cao. Nhưng trong hệ thống thiên hà hợp nhất được gọi là Was 49, thiên hà nhỏ hơn - thật khó hiểu - chứa lỗ đen cho ăn.