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
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

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

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

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