Kính viễn vọng Hubble phát hiện "hố đen ẩn" hiếm gặp trong Dải Ngân hà

Một hố đen với khối lượng trung bình, thuộc nhóm hố đen mà nhân loại chưa từng có bằng chứng về sự tồn tại của chúng, có thể đang ẩn nấp trong cụm sao Messier 4 của Dải Ngân hà.

Cụm sao Messier 4, nơi kính Hubble phát hiện hố đen mới. (Nguồn: Live Science)

Kính viễn vọng không gian Hubble có thể đã tìm ra dấu vết một hố đen hiếm gặp, đang ẩn náu tại Dải Ngân hà.

Hố đen này nằm cách Trái đất khoảng 6.000 năm ánh sáng, tại vùng lõi của cụm sao Messier 4 gần đó. Hố đen có kích cỡ trung bình này là một vùng không gian siêu đậm đặc, với có khối lượng nặng tương đương 800 Mặt trời, khiến cho các ngôi sao gần đó quay quanh nó như một “bầy ong”.

Theo Eduardo Vitral, người đứng đầu dự án nghiên cứu và là một nhà vật lý thiên văn tại Viện Khoa học Kính viễn vọng không gian ở Maryland, Mỹ, hình ảnh thu được quá nhỏ để các nhà khoa học có thể đưa ra lời giải thích cụ thể nào, ngoài việc khẳng định đó là một hố đen.

Ông cũng nói thêm về khả năng có một cơ chế sao đặc biệt đang tồn tại mà chúng ta không biết đến, ít nhất là qua những lý giải của vật lý hiện nay.

Hố đen được sinh ra từ sự sụp đổ của các ngôi sao khổng lồ và phát triển bằng cách hấp thụ khí, bụi, sao cũng như các hố đen khác. Hiện tại, các hố đen mà nhân loại đã biết tới được được chia thành 2 loại chính, gồm hố đen có khối lượng bằng ngôi sao - tức có khối lượng từ vài lần đến vài chục lần khối lượng Mặt trời. Loại thứ hai là các hố đen siêu nặng - quái vật vũ trụ - với khối lượng lớn hơn từ vài triệu đến 50 tỷ lần Mặt trời.

Theo lý thuyết, các hố đen khối lượng trung bình sẽ có khối lượng lớn hơn từ 100 đến 100.000 lần khối lượng Mặt trời. Đây cũng là những loại hố đen khó phát hiện nhất trong vũ trụ. Dù đã có vài “ứng cử viên tiềm năng”, nhưng cho tới nay chưa có hố đen khối lượng trung bình nào được xác nhận chắc chắn tồn tại.

Điều này đặt ra một câu hỏi cho các nhà thiên văn học. Nếu các hố đen phát triển, từ chỗ có kích thước chỉ bằng một ngôi sao tới mức siêu lớn, bằng cách ngấu nghiến “nuốt chửng” hết mọi thứ trong một cơn thèm ăn điên cuồng và bất tận, thì việc thiếu những quan sát về hố đen ở giai đoạn “còn trẻ” sẽ làm lộ ra một lỗ hổng lớn trong hiểu biết của chúng ta về những con quái vật vũ trụ này.

Để tìm kiếm dấu hiệu của một hố đen khối lượng trung bình đang ẩn nấp đâu đó, các tác giả của nghiên cứu mới đã hướng Kính viễn vọng không gian Hubble về phía cụm sao Messier 4.

Messier 4 là một cụm sao cầu, gồm từ hàng chục nghìn đến hàng triệu ngôi sao bị xếp chặt gần nhau. Nhiều ngôi sao trong cụm sao này đã được hình thành từ rất lâu, thuộc hàng cổ xưa nhất trong vũ trụ.

Hiện Dải Ngân hà của chúng ta có khoảng 180 cụm sao cầu. Do có mật độ khối lượng cao ở trung tâm nên các cụm sao này cũng là nơi ẩn náu lý tưởng của các hố đen trong giai đoạn còn trẻ.

Messier 4 hiện là cụm sao cầu gần Trái đất nhất. Thông qua việc sử dụng các Kính viễn vọng không gian Hubble và Gaia, các nhà nghiên cứu đã dùng dữ liệu thu được suốt 12 năm qua để xác định chính xác các ngôi sao và nghiên cứu chuyển động của chúng xung quanh vùng tâm.

Bằng cách áp dụng các mô hình vật lý để tính toán cách thức cách các ngôi sao này di chuyển, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng chúng đang xoay quanh một thứ gì đó có khối lượng lớn, rất khó để phát hiện trực tiếp, và nằm ở trung tâm cụm sao.

Để xác nhận việc đã phát hiện ra một hố đen có khối lượng trung bình, các nhà nghiên cứu sẽ phải thực hiện thêm nhiều quan sát tiếp theo. Có thể họ sẽ sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb, hiện đại và mạnh hơn Hubble.