Các nhà thiên văn học đã xác định được lỗ đen sao nặng nhất trong thiên hà Milky Way. Lỗ đen này được phát hiện trong dữ liệu nhiệm vụ Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, vì nó gây ra chuyển động "lắc lư" kỳ lạ của ngôi sao đồng hành quay quanh nó. Dữ liệu từ Kính viễn vọng Rất lớn của Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO's VLT) và các đài quan sát trên mặt đất khác đã được sử dụng để xác minh khối lượng của lỗ đen, được phát hiện là lớn gấp 33 lần khối lượng Mặt trời.
Các lỗ đen sao được hình thành do sự sụp đổ của các ngôi sao lớn và những lỗ đen được phát hiện trước đó trong Dải Ngân hà có khối lượng trung bình lớn hơn Mặt trời khoảng 10 lần. Ngay cả lỗ đen sao lớn nhất tiếp theo được biết đến trong thiên hà của chúng ta, Cygnus X-1, cũng chỉ đạt tới 21 khối lượng mặt trời, khiến cho quan sát mới này về 33 khối lượng mặt trời trở nên đặc biệt.
Điều đáng chú ý là lỗ đen này cũng cực kỳ gần chúng ta - chỉ cách chúng ta 2000 năm ánh sáng trong chòm sao Aquila, nó là lỗ đen thứ hai được biết là gần Trái đất nhất. Được gọi là Gaia BH3, hay gọi tắt là BH3, nó được phát hiện khi nhóm nghiên cứu đang xem xét các quan sát về Gaia để chuẩn bị cho việc công bố dữ liệu sắp tới.
Pasquale Panuzzo, nhà thiên văn học tại Đài thiên văn Paris, một phần của Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp (CNRS), cho biết: “Không ai mong đợi tìm thấy một lỗ đen khổng lồ ẩn nấp gần đó mà vẫn chưa được phát hiện”. "Bạn chỉ có thể thực hiện một khám phá như vậy một lần trong cuộc đời nghiên cứu của mình."
Để xác nhận khám phá của mình, các thành viên của dự án Gaia đã sử dụng dữ liệu từ các đài quan sát trên mặt đất, bao gồm Máy quang phổ phát xạ tia cực tím và nhìn thấy được (UVES) đặt trên Đài quan sát VLT của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu ở sa mạc Atacama của Chile. Những quan sát này tiết lộ những đặc tính chính của ngôi sao đồng hành, cùng với dữ liệu Gaia, cho phép các nhà thiên văn học đo chính xác khối lượng của BH3.
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra các lỗ đen khổng lồ tương tự bên ngoài thiên hà của chúng ta (sử dụng một phương pháp phát hiện khác) và cho rằng chúng có thể được hình thành do sự sụp đổ của các ngôi sao có rất ít nguyên tố nặng hơn hydro và heli trong thành phần hóa học của chúng. Những ngôi sao được gọi là nghèo kim loại này được cho là mất ít khối lượng hơn trong suốt cuộc đời của chúng và do đó có nhiều vật chất hơn để hình thành các lỗ đen khổng lồ sau khi chúng chết. Nhưng vẫn còn thiếu bằng chứng liên kết trực tiếp các ngôi sao nghèo kim loại với các lỗ đen siêu lớn.
Các ngôi sao trong cặp này có xu hướng có thành phần tương tự nhau, điều đó có nghĩa là vệ tinh BH3 nắm giữ những manh mối quan trọng về ngôi sao đã sụp đổ để hình thành lỗ đen đặc biệt này. Dữ liệu UVES cho thấy vệ tinh này là một ngôi sao rất nghèo kim loại, cho thấy ngôi sao sụp đổ hình thành BH3 cũng nghèo kim loại – như dự đoán.
Đồng tác giả Elisabeth Kaffau, người cũng là thành viên của dự án Gaia tại Đài thiên văn CNRS, cho biết: “Chúng tôi đã thực hiện một bước đặc biệt là xuất bản bài báo này dựa trên dữ liệu sơ bộ cho bản phát hành Gaia sắp tới vì tính chất độc đáo của khám phá này”. ở Paris. Việc truy cập sớm vào dữ liệu sẽ cho phép các nhà thiên văn học khác bắt đầu nghiên cứu lỗ đen ngay bây giờ mà không cần chờ công bố dữ liệu đầy đủ, dự kiến vào cuối năm 2025.
Những quan sát sâu hơn về hệ thống này có thể tiết lộ nhiều hơn về lịch sử của nó và về bản thân lỗ đen. Ví dụ, thiết bị GRAVITY trên giao thoa kế VLT của ESO có thể giúp các nhà thiên văn học tìm hiểu xem liệu lỗ đen này có đang hút vật chất từ môi trường xung quanh hay không và hiểu rõ hơn về vật thể hấp dẫn này.
Đọc thêm: