Phát hiện sự sắp xếp sao được giấu kín trong một thập kỷ ở tâm của thiên hà

Cấu trúc này được biết đến như một đỉnh nhọn của ngôi sao, và nó đã chơi trò trốn tìm với các nhà thiên văn trong hơn một thập kỷ. Cấu trúc này được đề xuất lần đầu tiên vào những năm 1970, khi các mô hình dự đoán rằng các ngôi sao quay xung quanh một hố đen siêu khổng lồ có thể chen lấn xung quanh mỗi khi một ngôi sao bị nuốt. Trong suốt chu kỳ của một thiên hà, điều này đã để lại một sự sắp xếp rất nhiều ngôi sao nằm gần hố đen và ít hơn theo cấp số nhân khi di chuyển ra phía xa.

Nhưng cũng thật khó khăn để chứng minh điều này. Các thiên hà khác thì quá xa và chúng ta không thể nhìn thấy gì khác ngoài những đốm màu mờ nhạt ở trung tâm của chúng. Những quan sát từ đầu những năm 2000 dường như đã ủng hộ cho quan điểm về một đỉnh nhọn ở dải Ngân hà, tuy nhiên những dữ liệu tốt hơn cho thấy rằng chúng ta đã bị lừa do bị bụi che khuất.

Mới đây, Rainer Schödel từ Viện Vật lý thiên văn Andalusia ở Granada, Tây Ban Nha và các đồng nghiệp đã kết hợp những hình ảnh trung tâm thiên hà để lập bản đồ các ngôi sao già mờ nhạt, những ngôi sao này đã nằm xung quanh phần tâm đủ lâu để được đưa vào một chóp nhọn. Họ cũng nghiên cứu tổng lượng ánh sáng phát ra bởi tất các các ngôi sao ở những khoảng cách khác nhau từ lỗ đen của trung tâm thiên hà, và so sánh kết quả với các mô phỏng.

Cuộc thăm dò hoàn hảo

Các phương pháp này đã dẫn đến cùng một kết luận là: mũi nhọn này thực sự tồn tại. Schödel đã đại diện nhóm nghiên cứu và thuyết trình vào ngày 7/9 tại hội nghị LISA ở Zurich, Thụy Sĩ và cho biết, xung quanh lỗ đen ở tâm thiên hà của chúng ta, mật độ của các ngôi sao lớn bằng 10 triệu lần so với mật độ ở vị trí của chúng ta.

Nhiều ngôi sao trong số đó cuối cùng sẽ phát nổ như những siêu tân tinh, để lại các hố đen có khối lượng tương đương với mặt trời của chúng ta. Nếu một trong những hố đen này kết hợp với hố đen ở trung tâm thiên hà, nó sẽ phát ra các sóng hấp dẫn tiết lộ điều đó, và các đài quan sát trong tương lai có thể bắt được các sóng này, chẳng hạn như đề xuất về Ăng-ten giao thoa không gian dùng tia laser - Laser Interferometer Space Antenna (LISA). Những sóng này sẽ giúp tìm ra khối lượng, tốc độ quay và các đặc tính khác của hố đen với độ chính xác cực lớn.

Schödel cho biết “những hố đen khối lượng ngôi sao này có thể sẽ là những đầu dò hết sức hoàn hảo về không – thời gian xung quanh hố đen siêu khổng lồ”

Nếu Dải ngân hà có một đỉnh nhọn, thì cũng có khả năng là các thiên hà khác cũng như vậy. Đó sẽ là một tin tốt đối với một đài quan sát như LISA, mỗi năm nó có thể bắt sóng được hàng chục, thậm chí hàng trăm tương tác giữa các hố đen khối lượng ngôi sao và hố đen khổng lồ.

Nhà khoa học Tuan Do từ Đại học California, Los Angeles phát biểu rằng công trình này là một bước tiến đáng kể so với các phương pháp trước kia và dường như ủng hộ cho sự tồn tại của đỉnh nhọn. “trung tâm thiên hà luôn gây ngạc nhiên cho chúng ta, vì thế tôi nghĩ rằng điều đó sẽ thật tuyệt vời khi thực hiện thêm các quan sát để xác minh rằng có một đỉnh nhọn tạo bởi các ngôi sao già”

Thế hệ tiếp theo là các đài quan sát khổng lồ, chẳng hạn như Kính viễn vọng 30m và Kính viễn vọng khổng lồ Giant Magellan sẽ nhìn thấy được một trật tự của nhiều ngôi sao hơn so với những gì kính thiên văn hiện nay có thể thấy. Schödel cho rằng, gần như chắc chắn họ sẽ quan sát đỉnh nhọn đó nếu nó tồn tại.

Anh Thư (Theo Newscientist)