Giải mã kinh ngạc về bản chất hố đen siêu lớn

Theo Live Science, vào mùa hè năm 2014, các nhà thiên văn học đã hứng thú theo dõi một đám mây khí, được gọi là G2, bay tới gần một hố đen siêu lớn ở trung tâm của Dải Ngân hà một cách nguy hiểm. Tuy nhiên, điều kỳ lạ là đã không xảy ra vụ "nuốt chửng điên cuồng" nào. Thay vào đó, G2 không bị tổn thương mà sống sót sau những gì mà các nhà thiên văn cho rằng sẽ là một trải nghiệm cận kề cái chết.

Thông thường, hố đen là những kẻ "nuốt chửng" lớn. Hố đen là một vùng không-thời gian nơi trường hấp dẫn mạnh đến mức không có gì - không hạt vật chất hay cả bức xạ điện từ như ánh sáng - có thể thoát khỏi nó. Từ hiện tượng của G2, các nhà thiên văn cho rằng hố đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà hoàn toàn không phải là một hố đen, mà là một quả cầu mềm của vật chất tối.

Nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters số tháng 5 cho thấy, giả thuyết kỳ lạ này có thể giải thích cho cuộc gặp gỡ "bất khả thi" cũng như tất cả các quan sát về trung tâm thiên hà.

Lời giải thích hợp lý nhất cho sự sống sót của G2 là nó không chỉ là một đám mây khí thông thường. Một hoặc hai ngôi sao có thể bị nhét vào bên trong đám mây, và lực hấp dẫn của ngôi sao đó đã giữ nguyên toàn bộ cấu trúc trong quá trình di chuyển gần hố đen.

Nhưng có một cách giải thích khác triệt để hơn: Có lẽ, hố đen siêu lớn không thực sự là một hố đen. Có lẽ, đó là một khối vật chất tối.

Vật chất tối là tên mà các nhà thiên văn đặt cho một chất vô hình chiếm hơn 80% khối lượng của vũ trụ. Nó dường như không tương tác với ánh sáng - nó không phát sáng, hay hấp thụ, phản xạ hoặc khúc xạ ánh sáng - và vì vậy nó vẫn vô hình đối với chúng ta. Nhưng nó làm cho sự hiện diện của mình được biết đến thông qua lực hấp dẫn. Nhiều quan sát độc lập đều xác nhận rằng phần lớn khối lượng của vũ trụ là vật chất tối không nhìn thấy được này.

Một giả thuyết về bản chất của vật chất tối cho rằng, nó được tạo ra từ một loại hạt kỳ lạ, trước đây chưa được biết đến, được gọi là "darkino". Nếu vật chất tối được tạo thành từ các darkino, thì các hạt vật chất tối này sẽ chỉ tập trung trong lõi của một thiên hà ở một mức độ nhất định. Điều này có nghĩa là thay vì một hố đen siêu lớn, với một cạnh được xác định rõ ràng ở chân trời sự kiện, lại là một quả cầu khổng lồ với mật độ darkino dày đặc.

Vì quả cầu darkino khổng lồ sẽ mờ đi, lực hấp dẫn ở trung tâm thiên hà sẽ nhẹ hơn một chút, cho phép các đám mây khí như G2 tồn tại trong quỹ đạo của chúng.

Và đó chính xác là những gì nghiên cứu mới cho thấy. Nhóm các nhà vật lý thiên văn, dẫn đầu là Eduar Antonio Becerra-Vergara thuộc Trung tâm Vật lý Thiên văn ở Italia, phát hiện ra rằng nếu họ thay thế hố đen siêu lớn bằng một quả cầu darkino, và những hạt darkino đó có khối lượng và vận tốc phù hợp, họ có thể tái tạo tất cả chuyển động quan sát được của các ngôi sao.

Nghiên cứu này có vị trí quan trọng đối với với các quan sát trong tương lai. Nếu vật chất tối được tạo thành từ các hạt tối, thì một mô hình mô tả thành công những gì đang xảy ra tại trung tâm thiên hà cũng sẽ tái tạo tất cả các quan sát vật chất tối đa dạng trên toàn vũ trụ. Điều đó sẽ bao gồm việc giải thích tại sao các thiên hà quay nhanh hơn so với khối lượng đã biết của chúng.

https://laodong.vn/the-gioi/giai-ma-kinh-ngac-ve-ban-chat-ho-den-sieu-lon-914118.ldo

Theo Lao động