Siêu hố đen đang lớn rất nhanh, khoa học bó tay

Dù đã biết các siêu hố đen nặng hơn Mặt Trời hàng tỷ lần và nằm ở tâm của thiên hà, các nhà khoa học vẫn chưa rõ tại sao chúng lớn nhanh đến như vậy.

Theo ước tính, vũ trụ đã gần 14 tỷ năm tuổi. Các nghiên cứu cho thấy siêu hố đen tồn tại trong giai đoạn sơ khai, tức 800 triệu năm sau khi vũ trụ hình thành. Về lý thuyết, phải mất rất lâu để hố đen lớn lên, nhưng tại sao chúng lại tăng khối lượng nhanh đến thế?

Đây là câu hỏi thách thức sự hiểu biết của con người về các sự kiện không-thời gian (spacetime event). Ngày 27/3, nghiên cứu được đăng tải trên The Astrophysical Journal đã phần nào tìm ra câu trả lời.

Siêu hố đen đang lớn rất nhanh, khoa học bó tay

Các siêu hố đen có thể đã hình thành 800 triệu năm sau vụ nổ Big Bang. Ảnh: NASA .

Lumen Boco, đồng tác giả nghiên cứu cho biết họ sử dụng mô hình lý thuyết để theo dõi sự hình thành và lớn lên trong giai đoạn đầu của các siêu hố đen. Kết quả cho thấy chúng phát triển nhanh chóng do sự hợp nhất của sao neutron và các hố đen nhỏ hơn.

Theo The Next Web , các nhà nghiên cứu đã kiểm tra bằng chứng quan sát về sự lớn lên của siêu hố đen ở trung tâm thiên hà, cũng là nơi chúng hình thành trong giai đoạn đầu. Ở thời điểm đó, thiên hà có hàm lượng khí cao, tốc độ hình thành sao rất nhanh.

“Các ngôi sao lớn tồn tại trong thời gian ngắn rồi phát triển thành hố đen sao (stellar black hole)... Dù không lớn nhưng đa phần chúng được hình thành trong các thiên hà này”, Andrea Lapi, cố vấn của Boco cho biết.

Khối khí dày xung quanh thiên hà có hiệu ứng ma sát động mạnh khiến các hố đen nhỏ bị hút đến vùng trung tâm. Chúng kết hợp với nhau tạo nên hạt giống (seed) góp phần hình thành siêu hố đen.

Siêu hố đen đang lớn rất nhanh, khoa học bó tay

Thời gian lớn lên của siêu hố đen nhanh hơn rất nhiều so với lý thuyết cổ điển. Ảnh: NASA .

"Theo lý thuyết cổ điển, một siêu hố đen lớn lên tại tâm thiên hà sẽ thu nhận các vật chất xung quanh, chủ yếu là khí, tự nuôi chúng lớn dần rồi nuốt chửng.

Do đó, trong giai đoạn đầu khi khối lượng còn nhỏ, hố đen lớn rất chậm. Theo tính toán, để đạt khối lượng gấp hàng tỷ lần Mặt Trời, chúng sẽ cần khoảng thời gian lâu hơn tuổi của vũ trụ", Boco cho biết.

Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy sự phát triển lớn lên trong thực tế của siêu hố đen nhanh hơn rất nhiều. Theo đó, quá trình di chuyển và hợp nhất các hố đen sao có thể giúp hạt giống siêu hố đen đạt khối lượng gấp 10.000-100.000 lần Mặt Trời chỉ trong 50-100 triệu năm.

Nhóm nghiên cứu còn đưa ra kỹ thuật để các nhà thiên văn học kiểm chứng lý thuyết mà họ đưa ra. Sự kết hợp nhiều hố đen sao với hạt giống hố đen ở trung tâm thiên hà sẽ tạo ra sóng hấp dẫn có thể phát hiện bằng máy dò.

Cụ thể, các hệ thống như LIGO hay VIRGO có khả năng ghi nhận sóng hấp dẫn phát ra trong giai đoạn đầu của sự hình thành siêu hố đen. Bên cạnh đó, kính thiên văn Einstein trong tương lai không chỉ phát hiện sóng hấp dẫn mà còn có thể phân tích, mô tả chúng. Giao thoa kế không gian LISA dự kiến hoạt động năm 2034 sẽ phân tích giai đoạn kế tiếp của sự hình thành siêu hố đen.

Theo Zing

Đọc thêm

Mỹ thử nghiệm máy bay 'Ngày tận thế' mới

Mỹ thử nghiệm máy bay 'Ngày tận thế' mới

Tập đoàn Sierra Nevada đang thử nghiệm thế hệ máy bay "Ngày tận thế" mới hiện đại và an toàn hơn, có thể giúp Mỹ duy trì chỉ huy và điều khiển hạt nhân từ trên không.
Nhật Bản thử nghiệm thuốc giảm đau không gây nghiện

Nhật Bản thử nghiệm thuốc giảm đau không gây nghiện

Theo tờ Asahi Shimbun, các nhà khoa học thuộc Đại học Kyoto vừa công bố phát triển thành công một loại thuốc giảm đau mới có thể thay thế fentanyl và các thuốc giảm đau dạng opioid truyền thống, với ưu điểm an toàn hơn và không gây nghiện.
Những người thông minh hơn AI

Những người thông minh hơn AI

Google DeepMind và OpenAI đã giành huy chương vàng tại Olympic toán học, nhưng những thiếu niên người Mỹ trong đội tuyển vẫn đạt điểm cao hơn hai cỗ máy này.
Vinmec hợp tác cùng VinUni xây dựng thế hệ bác sĩ trẻ đạt chuẩn quốc tế

Vinmec hợp tác cùng VinUni xây dựng thế hệ bác sĩ trẻ đạt chuẩn quốc tế

Việc Vinmec và VinUni đóng góp tới 15 báo cáo tại Hội nghị Khoa học Quốc tế APAS & VAAS 2025, trong đó 6 báo cáo đến từ các bác sĩ nội trú VinUni, không chỉ khẳng định năng lực chuyên môn và công nghệ dẫn đầu của hệ thống mà còn cho thấy tầm nhìn dài hạn của 2 đơn vị thuộc hệ sinh thái Vingroup trong chiến lược đào tạo nguồn nhân lực y tế tinh hoa mang tầm vóc quốc tế.
Vì sao AI thất bại khi dự đoán sóng thần

Vì sao AI thất bại khi dự đoán sóng thần

AI có thể giúp cải thiện việc cảnh báo sớm sóng thần, nhưng giới hạn về dữ liệu thực tế đang cản trở khả năng dự đoán chính xác và kịp thời các thảm họa ven biển.
ChatGPT 5 đã rất gần

ChatGPT 5 đã rất gần

Các nguồn tin nội bộ cho biết dự kiến mô hình GPT-5 sẽ xuất hiện trong tháng 8. Mô hình sẽ được công khai phát hành trên Azure, Hugging Face và các nhà cung cấp đám mây lớn khác.
Nhiều trẻ em coi AI là bạn

Nhiều trẻ em coi AI là bạn

Khảo sát cho thấy nhiều thanh thiếu niên làm thân với chatbot AI, gây nên loạt vấn đề về kỹ năng tương tác, giao tiếp cộng đồng.
Đột phá trong công nghệ biến CO₂ thành đường ăn

Đột phá trong công nghệ biến CO₂ thành đường ăn

Một nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Sinh học Công nghiệp Thiên Tân, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), vừa phát triển thành công phương pháp chuyển đổi methanol – một loại rượu đơn giản – thành đường trắng (sucrose), tạo tiền đề biến khí CO₂ thu giữ được thành thực phẩm.