Trong rất nhiều năm, các nhà khoa học đã tin rằng trung tâm của các thiên hà là một hố đen không lồ. Trong đó, bao gồm cả Dải Ngân Hà của chúng ta. Tên thường gọi là Sagittarius A* (hay Sgr A*). Khối lượng của nó vào khoảng 4.6 triệu lần Mặt trời của chúng ta. Một nghiên cứu gần đây của nhóm tác giả từ Italia, Argentina và Colombia đã cho bằng chứng khác. Các dữ liệu mà họ thu thập được cho thấy rằng, có thể Sgr A* có thể là một khối vật chất tối khổng lồ.
Bài viết được lược dịch từ bài viết của tác giả Caroline Delbert được đăng tại đường dẫn sau.
Lý thuyết về hố đen tại trung tâm dải Ngân Hà
Lý thuyết về một hố đen khổng lồ nằm ở trung tâm Ngân Hà đã có nhiều năm. Những tính toán về nó được dựa một phần trên quỹ đạo của các ngôi sao cụ thể như S0-2. Phương thức chuyển động của các vật thể này được các nhà khoa học nghiên cứu. Từ đó tính toán tương ứng với quỹ đạo của chúng. Sử dụng điều đó để ngoại suy ra vật thể mà chúng thực sự chuyển động xung quanh. Ở đây, chính là siêu hố đen nặng gấp 4.6 triệu lần Mặt trời.
Theo quan sát, S0-2 và các vật thể khác bị hấp dẫn và quay xung quanh Sgr A*. Tại đây, chúng hình thành một quỹ đạo cực đoan. Ở đó, các nhà khoa học đang quan sát hành vi của các vật thể này. Từ đó, xác định được các đặc tính của siêu hố đen này. Để dễ hình dung, bạn có thể liên tưởng đến hình ảnh nước chảy xuống lỗ thoát nước. Mực nước cao và cái lỗ nằm ngoài tầm nhìn. Tuy nhiên, chuyển động của nước quanh lỗ vẫn cho bạn biết được điều gì đang xảy ra.
Những dữ liệu cho một lý thuyết mới
Dù đây là lý thuyết với nhiều bằng chứng cụ thể, nó đang bị lung lay bởi những phát hiện mới. Một nhóm các vật thể chưa xác định xuất hiện xung quanh Sgr A* gần đây đang làm khó các nhà khoa học. Chúng được gọi là các vật thể G. Theo nhà vật lý học Andrea Ghez nói trên ScienceAlert thì:
“Chúng trông như là khí nhưng lại có hành vi như các hành tinh.”
Nhà vật lý học Andrea Ghez
Có 6 vật thể G như vậy đã quan sát được, với quỹ đạo từ 170 đến 1,600 năm. Các vật thể này đã dẫn đến một lý thuyết mới về trung tâm của Ngân Hà.
Vào năm 2014, vật thể G2 đã đi qua điểm gần nhất với Sgr A*. Các nhà khoa học quan sát điều này với dự đoán G2 sẽ bị phá hủy vì đi quá gần hố đen. Nhưng sự thực là nó chỉ bị kéo giãn và méo đi một chút – một hiện tượng được gọi là lực cản (drag). Chính điều này làm cho nhóm tác giả tin rằng Sgr A* có thể không phải là một siêu hố đen.
Một nghiên cứu năm 2020 của họ cho rằng G2 và S2 có thể cùng chịu một loại lực hấp dẫn khác. Các biểu hiện của các vật thể này nhất trí với một dạng vật chất tối cụ thể. Với việc phân tích đồng thời hố đen và vật chất tối cạnh nhau, vật chất tối đã cho kết quả phù hợp hơn.
Cơ sở cho nghiên cứu tương lai
Tuy chúng ta không thể nhìn thấy vật chất tối, nhưng chúng ta có thể “nhân diện” được nó. Chúng được đo thông qua sự ảnh hưởng đến lực hấp dẫn và các vật thể quanh chúng. Vật chất tối chiếm khoảng 30% khối lượng vũ trụ chúng ta, nhưng lại vô hình. Tức là cho đến nay chúng ta vẫn chưa quan sát được chúng. Nhưng chúng có tồn tại, song hành cùng với khái niệm năng lượng tối. Anh bạn này còn lớn hơn, chiếm đến hơn 60% khối lượng vũ trụ. Như vậy, đến khoảng 99.5% khối lượng của vũ trụ là những thứ mà hiện giờ chúng ta vẫn chưa quan sát được. Nghiên cứu chúng giúp chúng ta tìm được các mảnh ghép cho hàng loạt các câu hỏi của chúng ta trong vật lý và thiên văn học.
Vật chất tối có thể chuyển hóa thành hố đen. Tuy nhiên, các nhà khoa học cho rằng Sgr A* vẫn đang là một khối bong bóng vật chất tối khổng lồ. Nó cần nhiều nguyên liệu hơn nữa để có thể chuyển hóa thành một hố đen. Hiện tại, nó có thể là một bong bóng đặc đang hút các vật thể xung quanh. Giống như một hố đen vậy. Nếu trong tương lai nó thực sự chuyển hóa thành một hố đen. Đó sẽ chính là lời giải thích cho sự hình thành của hố đen. Một câu hỏi hóc búa cho các nhà khoa học hiện tại.
Các bạn có thể tìm hiểu về nhiều thông tin thú vị khác trong chuyên mục Thể giới muôn màu.