Sự thật về “lỗ hổng vũ trụ học” giữa dải Ngân Hà

Bên trong cụm sao cổ đại Omega Centauri, được cho là tàn tích của một thiên hà bị con quái vật mang tên Ngân Hà – tức thiên hà khổng lồ Milky Way chứa Trái Đất – nuốt chửng, một “mắt xích còn thiếu” của vũ trụ học được cho là đang tồn tại.

Nó được gọi là “lỗ đen khối lượng trung gian” (IMBH), khó nắm bắt, không rõ sinh ra từ đâu và đóng vai trò gì trong quá trình tiến hóa các cụm sao và thiên hà. Nó tồn tại nhiều năm qua như một lỗ hổng lớn trong các lý thuyết và mô hình vũ trụ học.

Một nghiên cứu vừa được công bố trên Astronomy & Astrophysics đã đem lại tin xấu.

Theo Live Science, các nhà thiên văn học lần đầu tiên nghi ngờ về khả năng tồn tại của một lỗ đen trong Omega Centauri khi họ nhận thấy một số ngôi sao trong số 10 triệu ngôi sao của cụm di chuyển nhanh hơn dự kiến.

Đó cũng là lý do một nhóm khoa học gia quốc tế đã quyết định dùng kính viễn vọng không gian Hubble xem xét kỹ càng hơn cụm sao này.

Thứ họ mong đợi là một IMBH có khối lượng tương đương 8.200 lần Mặt Trời.

Nhưng rồi họ nhận ra không phải chỉ có một lỗ thủng không – thời gian ở nơi họ quan sát, mà có thể là vô số lỗ thủng nhỏ hơn.

Nói cách khác, các nhà vũ trụ học một lần nữa “vuột tay” trong cuộc săn tìm IMBH. Họ chỉ đang nhìn vào một cụm lỗ đen khối lượng sao.

Lỗ đen khối lượng sao là một trong 2 loại lỗ đen cơ bản, hình thành từ sự sụp đổ của một ngôi sao siêu khổng lồ.

Với khối lượng từ 10 đến vài chục lần Mặt Trời, chúng như những người tí hon so với loại lỗ đen còn lại là các lỗ đen siêu khối – tức lỗ đen quái vật – nằm ở trung tâm các thiên hà, ví dụ Sagittarius A* (Nhân Mã A*) giữa Ngân Hà, vốn nặng khoảng 4 triệu lần Mặt Trời.

Còn IMBH chủ yếu tồn tại trên lý thuyết. Cũng có các bằng chứng về sự tồn tại thực tế của chúng, nhưng không rõ ràng.

Có nhiều giả thuyết khác nhau về cách mà loại lỗ đen khối lượng nằm giữa 2 loại kia được sinh ra, nhưng chưa có kịch bản nào được cộng đồng khoa học chấp nhận rộng rãi.

“Cuộc săn lùng các IMBH khó nắm bắt vẫn tiếp tục. Vẫn có thể có lỗ đen như vậy ở trung tâm Omega Centauri, nhưng nó phải nhỏ hơn 6.000 lần khối lượng Mặt Trời và tồn tại cùng một cụm lỗ đen khối lượng sao” -TS Justin Read từ Đại học Surrey (Anh), đồng tác giả, cho biết.

Mặc dù vậy, TS Read và các cộng sự vẫn cho rằng khả năng tồn tại của IMBH nặng 6.000 Mặt Trời này là thấp. Kịch bản về một cụm toàn là lỗ đen khối lượng sao khả thi hơn nhiều.

“Công trình này giúp giải quyết cuộc tranh luận kéo dài 2 thập kỷ và mở ra cánh cửa mới cho những cuộc khám phá trong tương lai” – đồng tác giả Andrés Bañares Hernández từ Viện Vật lý thiên văn Canarias (Tây Ban Nha) cho biết.

Tuy vậy, cũng có những ý kiến trái chiều từ cộng đồng khoa học.

Một số người khác lập luận rằng tương tác với các ngôi sao khác có thể đã “bắn” những lỗ đen nhỏ này ra khỏi Omega Centauri, vì vậy một IMBH vẫn là lời giải thích có khả năng nhất cho các ngôi sao có vận tốc cao ở trung tâm cụm sao.