Các nguyên tử tăng tốc đến 5000 km/s khi chúng rơi vào siêu lỗ đen

Các quan sát về chất khí đang bị nuốt vào siêu lỗ đen tại tâm của các quasar đã làm sáng tỏ thêm về cách những vật thể thiên văn này biến đổi năng lượng hấp dẫn thành những lượng bức xạ khổng lồ tỏa ra theo mọi hướng. Hongyan Zhou tại Viện Nghiên cứu Địa cực Trung Quốc và các đồng sự đã tiến hành đo tốc độ của chất khí đang rơi vào và xác nhận rằng nó đang được chu cấp bởi “đường gờ bụi” vây xung quanh quasar.

Các quasar sáng đến mức chúng thường lấn át độ sáng của các thiên hà mà chúng cư trú đến vài bậc độ lớn. Ẩn náu tại tâm của mỗi quasar là một siêu lỗ đen có khả năng nặng gấp hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỉ lần khối lượng Mặt Trời. Vô vàn bức xạ từ hồng ngoại cho đến tia X được phát ra từ mỗi quasar và các nhà thiên văn vật lí tin rằng ánh sáng này được tạo ra bởi chất khí đang bị gia tốc dữ dội trong đĩa bồi tụ vật chất vây xung quanh lỗ đen.

Các nhà thiên văn cũng khá chắc chắn rằng các quasar được duy trì bởi một nguồn chất khí ổn định nạp vào đĩa bồi tụ từ một vành xuyến bụi giữa các sao vây xung quanh lỗ đen và đĩa bồi tụ. Tuy nhiên, người ta khó xác thực cho mô hình này bởi lẽ lượng bức xạ rất lớn do một quasar phát ra khiến người ta khó quan sát trực tiếp chất khí ấy khi nó tuồn từ vành xuyến sang đĩa bồi tụ.

Quasar

Hình minh họa vành xuyến bụi vây xung quanh siêu lỗ đen tại tâm của mỗi quasar

Độ lệch Doppler

Nhằm giải quyết vấn đề này, đội của Zhou giả định rằng mọi chất khí tuồn vào trong khi cắt ngang qua đường nhìn của chúng ta về phía quasar sẽ phải hấp thụ một phần ánh sáng của quasar – và điều này sẽ hiện ra dưới dạng một dải vạch phổ hấp thụ trong quang phổ của quasar. Bằng cách nghiên cứu hình ảnh các vạch phổ, người ta có thể nhận ra chủng nguyên tử gây ra sự hấp thụ đó. Và điều quan trọng là độ lệch Doppler về bước sóng của các vạch phổ sẽ cho biết vận tốc của các nguyên tử.

Các nhà thiên văn đã tìm kiếm hai vạch phổ hấp thụ đặc trưng – gắn liền với hydrogen và helium – trong quang phổ của khoảng 100.000 quasar láng giềng do Trạm quan sát Bầu trời Kĩ thuật số Sloan thực hiện. Từ những dữ liệu này, họ nhận ra tám quasar biểu hiện đồng thời hai vạch phổ, cho phép họ nhận ra các chất khí đang rơi vào với vận tốc biến thiên liên tục từ zero cho đến 5000 km/s.

Hơn nữa, đội nghiên cứu phát hiện thấy bán kính ngoài của các dòng chảy vào tương ứng với bán kính trong của đường gờ bụi vây xung quanh lỗ đen. Nói chung, điều này ngụ ý rằng chất khí đang rơi vào được tăng tốc do lực hút của lỗ đen ở giữa, nó đạt tới tốc độ rơi tự do ngay trước khi đi tới đĩa bồi tụ; cung cấp một nguồn vật chất đáng tin cậy cho quasar.

Theo đội nghiên cứu, nghiên cứu của họ là sự xác nhận rõ ràng đầu tiên rằng các phát xạ quasar được cấp nhiên liệu bởi vật liệu giữa các sao bị giữ trong hình cầu tác dụng của siêu lỗ đen. Hiện nay, đội của Zhou hi vọng phân biệt rõ vật chất trong vành xuyến và trong đĩa bồi tụ. Điều này có khả năng giúp các nhà thiên văn hiểu rõ hơn các quasar hình thành như thế nào, chúng tồn tại bao lâu, và chúng kết thúc như thế nào.

Nghiên cứu được mô tả trên tạp chí Nature.

Nguồn: physicsworld.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Màu nào xuất hiện đầu tiên trong vũ trụ?
24/10/2019
Vũ trụ đắm chìm trong một biển ánh sáng, từ ánh bập bùng màu trắng-xanh của các sao trẻ đến ánh le lói màu đỏ đậm của
Kỉ lục mới về gia tốc electron: Từ zero lên 7,8 GeV trên 8 inch
23/10/2019
Để tìm hiểu bản chất của vũ trụ, các nhà khoa học phải chế tạo các máy va chạm hạt làm gia tốc electron và hạt phản
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 56)
22/10/2019
Định luật Bode về khoảng cách hành tinh 1766 Johann Elert Bode (1747–1826), Johann Daniel Titius (1729–1796) Định luật Bode, còn gọi
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 55)
22/10/2019
Hiệu ứng giọt đen 1761 Torbern Olof Bergman (1735-1784), James Cook (1728-1779) Albert Einstein từng nói rằng điều khó hiểu nhất ở
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 28)
22/10/2019
HAI CÁCH ĐỂ SỐ HOÁ TÂM TRÍ Thực ra có hai phương án tiếp cận riêng biệt để số hóa bộ não con người. Đầu tiên là Dự
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 27)
22/10/2019
MỘT QUAN ĐIỂM KHÁC VỀ SỰ BẤT TỬ Adaline có thể hối hận về món quà bất tử, và có lẽ cô ấy không đơn độc, nhưng
Thời gian là gì? (Phần 2)
21/10/2019
Vậy thì hãy nói đi: Thời gian là gì? Hãy nói một chút về lũ chồn sương. Để nắm rõ hơn cách các nhà vật lí nghĩ về
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 86)
16/10/2019
Chất siêu chảy Khi những chất lỏng nhất định, ví dụ helium lỏng, khi được làm lạnh xuống chỉ bằng vài độ trên không

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

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com