Logo Thư Viện Vật Lý
Banner Thư Viện Vật Lý

Quasar có phải là cỗ máy sản xuất sao?
Người đăng: 123physics   
04/12/2009

Quasar là một lỗ đen đang hút lấy vật chất từ không gian xung quanh. Trường hấp dẫn mạnh của nó truyền một động nặng khổng lồ lên khối vật chất này, làm cho nó phát bức xạ trong một ngưỡng rộng bước sóng. Tuy nhiên, theo nghiên cứu mới, các quasar làm nhiều công việc hơn là tiêu thụ vật chất – chúng có thể còn tạo ra các ngôi sao. Thật vậy, David Elbaz, thuộc CEA ở Saclay, Pháp, và các cộng sự tin rằng quasar thực tế có khả năng xây dựng nên toàn bộ các thiên hà.

 

Ảnh minh họa cho thấy một dòng vật chất thoát ra từ một lỗ đen siêu trọng (vật dáng ở góc trên bên trái) có thể hình thành nên các thiên hà như thế nào, nhờ đó giải thích tại sao khối lượng của các lỗ đen lớn hơn luôn lớn hơn trong những thiên hà chứa nhiều sao hơn. (Ảnh: ESO)

Các lỗ đen siêu trọng, lên tới hàng trăm triệu lần nặng hơn Mặt trời, được tìm thấy ở tâm của những thiên hà lớn nhất. Lỗ đen nằm bên trong những thiên hà ở gần – và trong Dải Ngân hà – không tiêu thụ vật chất và những ngôi sao trong những thiên hà này được biết đã hình thành khi các hạt khí và bụi nguội đi và co lại do sự bất ổn định hấp dẫn. Tuy nhiên, quá trình hình thành sao và, do đó, thứ bậc tương đối của lỗ đen và sự hình thành thiên hà kém rõ ràng hơn trong vũ trụ sơ khai. “Một số mô hình đề xuất một sự tiến hóa đồng thời liên hệ chặt chẽ giữa các lỗ đen và những ngôi sao xung quanh chúng”, Elbaz nói. “Có khả năng các lỗ đen lớn nhanh hơn lúc mới bắt đầu và rồi các thiên hà đuổi kịp, nhưng các nhà thiên văn trước nay chưa thực sự hiểu được cơ sở vật lí chính xác có liên quan trong cơ chế này”.

Năm 2005, các nhà thiên văn đã thực hiện một nghiên cứu chi tiết 20 quasar cách chúng ta khoảng 4 tỉ năm ánh sáng và phát hiện thấy 19 trong số này, đúng như trông đợi, chứa những lỗ đen siêu trọng bao quanh bởi một thiên hà. Tuy nhiên, một trong số chúng, HE0450-2958, không có bất kì dấu hiệu nào của một thiên hà đồng hành. Nay Elbaz và các cộng sự nghiên cứu quasar này trong phổ bước sóng hồng ngoại, sử dụng Kính thiên văn vũ trụ Hubble và Kính thiên văn Rất Lớn của Đài quan sát Nam châu Âu ở Chile, để tìm kiếm bụi sao có lẽ đang che khuất mất thiên hà. Tuy nhiên, mặc dù họ đã tìm ra bằng chứng cho bụi bị làm nóng ở gần chính quasar trên, nhưng họ chẳng tìm thấy dấu hiệu nào của một thiên hà bị che khuất. Thay vào đó, họ tìm thấy một thiên hà rõ ràng chẳng có liên quan gì cách xa quasar trên chừng 22.000 năm ánh sáng đang tạo ra những ngôi sao ở tốc độ tương đương với khoảng 350 Mặt trời mỗi năm – nhanh hơn 100 lần so với những thiên hà tiêu biểu trong vũ trụ địa phương đã biết.

Kết hợp với những quan sát trước đây cho thấy HE0450-2958 là những dòng vô tuyến  và chất khí đồng hành đang rút vào trong thiên hà, các nhà nghiên cứu kết luận rằng quasar trên có thể là thủ phạm cho sự hình thành sao nhanh chóng này và, do đó, nó đang tạo ra thiên hà chủ của riêng nó. Họ chỉ ra rằng quasar trên đang di chuyển về phía thiên hà tương đối chậm - ở tốc độ vài chục nghìn kilo mét mỗi giờ - và do đó, nó sẽ hợp nhất với thiên hà vào một lúc nào đó trong tương lai. “Mặc dù quasar trên vẫn “cởi trần”, Elbaz nói, “nhưng cuối cùng nó sẽ ‘mặc váy’ khi nó hợp nhất với kẻ đồng hành giàu có sao của nó. Rồi cuối cùng nó sẽ cư trú bên trong một thiên hà chủ giống như mọi quasar khác”.

Nhiều dòng vật chất hơn

Elbaz và các cộng sự giữ quan điểm rằng giả thuyết của họ có thể giải thích mối tương quan đã biết rõ giữa khối lượng của một lỗ đen và khối lượng của những ngôi sao bao quanh nó (nó luôn luôn nhỏ hơn khoảng 700 lần), vì những lỗ đen nặng hơn sẽ tạo ra nhiều dòng vật chất mạnh hơn, dẫn tới sự hình thành sao nhiều hơn. Các nhà nghiên cứu biết rằng HE0450-2958 có lẽ vẫn được tìm thấy nằm bên trong một thiên hà – một thiên hà như vậy sẽ phải mờ nhạt hơn nhiều hoặc nhỏ hơn nhiều so với những thiên hà tiêu biểu tìm thấy xung quanh các quasar. Nhưng họ giữ quan điểm rằng cho dù một thiên hà như vậy được tìm thấy, thì điều này về cơ bản sẽ không làm thay đổi kết luận của họ. “Chúng tôi sẽ vẫn nhận thấy rằng một quasar có thể điều khiển sự hình thành sao, và biết rằng thiên hà đồng hành cuối cùng sẽ hợp nhất với quasar, cho nên nó sẽ vẫn cấu thành một phần đáng kể trong khối lượng thiên hà cuối cùng”.

Abraham Loeb, một nhà thiên văn tại Đại học Harvard, tin rằng đội Elbaz “cung cấp những dữ liệu mới hấp dẫn về môi trường của HE0450-2958”. Tuy nhiên, ông cảnh báo rằng sự hình thành sao nhanh chóng trong thiên hà lân cận có thể giải thích bằng một cơ chế khác – sự hợp nhất thiên hà – nếu quasar trên thật sự được tìm thấy đang chìm trong một thiên hà. “Các mô phỏng dạng số của sự hợp nhất thiên hà cho thấy trong sự đi qua gần, chất khí lạnh bị lái hướng về phía tâm các các thiên hà đang tương tác và điều này dẫn tới sự hình thành sao”, ông nói. Ông bổ sung thêm rằng “người ta cũng nên nhớ rằng đây chỉ là một hệ, và việc khái quát hóa các kết luận cho mọi quasar chuyện sớm muộn phải xảy ra”.

Elbaz tán thành tầm quan trọng của việc tìm kiếm các hệ twong tự trong vũ trụ xa xôi – nói cách khác là tìm kiếm quasar và những vùng đang hình thành sao cách nhau những khoảng cách đáng kể - sử dụng thế hệ tiếp theo của các kính thiên văn đặt trên mặt đất và trong không gian. Ông biết rằng chừng nào họ chưa làm được việc này, thì giả thuyết của họ có lẽ vẫn gây tranh cãi vì vũ trụ chứa những lượng rất lớn chất khí có thể dùng để tạo ra những ngôi sao mới và cho đến nay những thiên hà đã và đang tạo ra ít sao hơn, khiến nhiều nhà nghiên cứu tin rằng quasar đang thu nạp chất khí kia thực ra đang triệt tiêu sự hình thành sao. “Có thể là ban đầu quaser giúp sự hình thành sao, nhưng rồi trong giai đoạn thứ hai thì lại kìm hãm nó”, ông bổ sung thêm.

Nghiên cứu này công bố trên tập san Astronomy and AstrophysicsThe Astrophysical Journal.

Theo physicsworld.com

 
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm


ABC Trắc Nghiệm Vật Lý
Cầu vồng   |   Đăng nhập Đăng nhậpnew
Đang online (79)