Hố đen là một đối tượng thiên văn học rất đáng sợ và không thể quan sát trực tiếp, nhưng chúng có thể được phát hiện bằng các giải pháp vật lý khác. Chúng có khối lượng rất lớn, có thể nặng gấp nhiều lần Mặt trời, và có khả năng hút lại các đối tượng xung quanh chúng.
Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học tìm thấy hai hố đen siêu khối lượng nghiến ngấu vật chất ở gần nhau trong sự kiện hợp nhất thiên hà.
Theo báo cáo tại cuộc họp lần thứ 241 của Hiệp hội Thiên văn học Mỹ diễn ra ở Seattle hôm 9/1, hai hố đen – được phát hiện bởi mạng lưới kính viễn vọng vô tuyến Atacama Large Millimeter/Submilimet (ALMA) trên sa mạc Atacama ở Chile – đang phát triển song song gần trung tâm của hai thiên hà chủ trong sự kiện hợp nhất được gọi là UGC 4211 cách chúng ta khoảng 500 triệu năm ánh sáng.
Các vật thể siêu khối lượng này nặng gấp 125 – 200 triệu lần Mặt trời. Mặc dù bản thân hố đen không thể quan sát thấy trực tiếp, chúng đều được bao quanh bởi các cụm sao và khí phát sáng, thứ bị hút bởi lực hấp dẫn cực mạnh.
Mô phỏng cặp hố đen mới được phát hiện trong UGC 4211. (Ảnh: Michael Koss/ALMA/M. Weiss)
Phân tích bước sóng ánh sáng cho thấy hai hố đen nằm cách nhau chỉ khoảng 750 năm ánh sáng. Đây là khoảng cách gần nhất từng được ghi nhận đối với các hố đen siêu khối lượng.
“Khoảng cách đó khá gần với giới hạn mà chúng ta có thể phát hiện, đó là lý do tại sao khám phá này rất thú vị”, đồng tác giả Chiara Mingarelli, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Tính toán (CCA) của Viện Flatiron (CCA) ở New York, nhấn mạnh.
Theo dự đoán, hai hố đen sẽ bắt đầu quay quanh nhau trên quỹ đạo, cuối cùng đâm vào nhau và tạo ra một hố đen lớn hơn. Sự kiện hợp nhất này sẽ tạo ra sóng hấp dẫn mạnh hơn nhiều so với bất kỳ sóng hấp dẫn nào từng được phát hiện trước đây.
Các vụ sáp nhập thiên hà thường diễn ra trong vũ trụ xa xôi nên khó nhìn thấy bằng kính viễn vọng trên Trái đất, nhưng đài thiên văn ALMA là một ngoại lệ. Mạng lưới ăng-ten nhạy cảm của nó cho phép nhìn xuyên qua các đám mây khí và bụi dày đặc để quan sát hạt nhân của thiên hà với độ phân giải cao.
Khám phá mới cho thấy sự kiện hợp nhất giữa các cặp hố đen siêu khối lượng có thể phổ biến hơn so với suy nghĩ trước đây, mở ra cơ hội nghiên cứu sóng hấp dẫn trong tương lai.