Lỗ đen cũng chơi trò "bập bênh vũ trụ"

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, khi lỗ đen giải phóng năng lượng, chúng chuyển đổi giữa các luồng khí mạnh và gió tốc độ cao, và không bao giờ xuất hiện cùng một lúc, giống như một chiếc bập bênh vũ trụ khổng lồ.

Một nhóm nghiên cứu do Jiachen Jiang thuộc Đại học Warwick và Zuobin Zhang thuộc Đại học Oxford dẫn đầu đã quan sát hệ thống lỗ đen 4U 1630−472 trong một thời gian dài. Lỗ đen này có khối lượng gấp khoảng 10 lần Mặt Trời và đang hút vật chất từ ​​ngôi sao đồng hành của nó để tạo thành một vành đĩa bồi tụ.

Họ phát hiện ra rằng, bất cứ khi nào lỗ đen phóng ra các luồng plasma tốc độ cao, gió tia X sẽ biến mất; ngược lại, khi gió tia X xuất hiện, các luồng plasma tốc độ cao sẽ ngừng lại.

"Nó giống như một cuộc giằng co năng lượng đang diễn ra bên trong vành đĩa bồi tụ của lỗ đen, với các luồng khí và gió cạnh tranh lẫn nhau và không bao giờ cùng tồn tại", Jiang Jiachen nói. Phát hiện này hé lộ cách các lỗ đen điều chỉnh năng lượng và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh chúng.

Nhóm nghiên cứu đã quan sát lỗ đen này trong ba năm bằng cách sử dụng Kính viễn vọng vô tuyến NICER của NASA trên Trạm Vũ trụ Quốc tế và kính viễn vọng vô tuyến MeerKAT ở Nam Phi. Kết quả cho thấy, mặc dù lỗ đen tiếp tục nuốt chửng vật chất, nhưng mô hình chuyển đổi của các luồng phun plasma và gió tia X vẫn đều đặn, và tổng năng lượng và khối lượng đầu ra vẫn ổn định, cho thấy lỗ đen liên tục "điều chỉnh hành vi" của nó.

Các nhà khoa học tin rằng, sự chuyển đổi này có liên quan đến cấu trúc của trường từ tính bên trong vành đĩa bồi tụ của lỗ đen, chứ không phải do lượng vật chất bị hấp thụ. Nói cách khác, lỗ đen không chỉ nuốt chửng khí và bụi, mà còn kiểm soát cách vật chất này quay trở lại môi trường vũ trụ. Bởi vì khí và bụi này là nguyên liệu thô cho sự hình thành các ngôi sao mới, nên hiệu ứng "bập bênh" này của lỗ đen có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành và tiến hóa của các ngôi sao trong các thiên hà.