Khám phá hố đen siêu lớn sắp chết qua tiếng vọng ánh sáng 3000 năm

0
27
Hình ảnh tổng hợp băng tần vô tuyến của Arp 187 do kính thiên văn VLA và ALMA thu được (màu xanh lam: VLA 4,86 ​​GHz, màu xanh lá cây: VLA 8,44 GHz, màu đỏ: ALMA 133 GHz). Hình ảnh cho thấy các thùy phản lực hai phương thức rõ ràng, nhưng nhân trung tâm (trung tâm của hình ảnh) là tối / không phát hiện được. Nhà cung cấp: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Ichikawa et al.
Hình ảnh tổng hợp băng tần vô tuyến của Arp 187 do kính thiên văn VLA và ALMA thu được (màu xanh lam: VLA 4,86 ​​GHz, màu xanh lá cây: VLA 8,44 GHz, màu đỏ: ALMA 133 GHz). Hình ảnh cho thấy các thùy phản lực hai phương thức rõ ràng, nhưng nhân trung tâm (trung tâm của hình ảnh) là tối / không phát hiện được. Nhà cung cấp: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Ichikawa et al.

Các lỗ đen siêu lớn (SMBH) chiếm trung tâm của các thiên hà, với khối lượng từ một triệu đến 10 tỷ lần khối lượng Mặt Trời. Một số SMBH ở trong pha sáng được gọi là hạt nhân thiên hà hoạt động (AGN).

AGN cuối cùng sẽ cháy hết vì có giới hạn khối lượng tối đa cho SMBH, các nhà khoa học từ lâu đã cân nhắc khi nào điều đó sẽ xảy ra.

Kohei Ichikawa của Đại học Tohoku và nhóm nghiên cứu của ông có thể đã tình cờ phát hiện ra một AGN vào cuối vòng đời của nó sau khi bắt được tín hiệu AGN từ thiên hà Arp 187.

Thông qua việc quan sát các hình ảnh vô tuyến trong thiên hà bằng hai đài quan sát thiên văn — Mảng Atacama Large Millimeter/ Submillimeter (ALMA) và Very Large Array (VLA) – họ đã tìm thấy một thùy phản lực, một dấu hiệu đặc trưng của AGN.

Tuy nhiên, họ nhận thấy không có tín hiệu nào từ hạt nhân, cho thấy hoạt động AGN có thể đã im lặng.

Sau khi phân tích sâu hơn dữ liệu đa bước sóng, họ nhận thấy tất cả các chỉ số AGN quy mô nhỏ đều im lặng, trong khi các chỉ báo quy mô lớn thì sáng. Điều này là do AGN gần đây đã bị dập tắt trong vòng 3.000 năm qua.

Một khi AGN chết đi, các tính năng AGN quy mô nhỏ hơn trở nên mờ nhạt vì các nguồn cung cấp photon khác cũng ngừng hoạt động. Nhưng vùng khí bị ion hóa quy mô lớn vẫn có thể nhìn thấy được vì phải mất khoảng 3000 năm các photon mới đến rìa vùng này. Quan sát hoạt động AGN trong quá khứ được gọi là tiếng vang ánh sáng.

Hình ảnh tia X (8-24 keV) của Arp 187 do vệ tinh tia X NuSTAR của NASA thu được. Vòng tròn màu đen hiển thị vị trí của Arp 187, hiển thị không phát hiện. Nhà cung cấp: Ichikawa et al.
Hình ảnh tia X (8-24 keV) của Arp 187 do vệ tinh tia X NuSTAR của NASA thu được. Vòng tròn màu đen hiển thị vị trí của Arp 187, hiển thị không phát hiện. Nhà cung cấp: Ichikawa et al.

Ichikawa cho biết: “Chúng tôi đã sử dụng vệ tinh tia X NuSTAR của NASA, công cụ tốt nhất để quan sát hoạt động AGN hiện tại. “Nó cho phép không bị phát hiện, vì vậy chúng tôi có thể phát hiện ra rằng hạt nhân đã chết hoàn toàn.”

Các phát hiện chỉ ra AGN đã tắt và sự kiện này xảy ra trong khoảng thời gian 3000 năm, và hạt nhân trở nên mờ hơn 1000 lần trong 3000 năm qua.

Sự khác biệt quan sát được giữa AGN tiêu chuẩn (trái) và AGN sắp chết (phải) được phát hiện bởi nghiên cứu này. Trong AGN sắp chết, hạt nhân rất mờ trong bất kỳ dải bước sóng nào vì hoạt động của AGN đã chết, trong khi vùng ion hóa mở rộng vẫn có thể nhìn thấy trong ~ 3000 năm ánh sáng vì cần ~ 3000 năm để ánh sáng đi qua vùng mở rộng. Nhà cung cấp: Ichikawa et al.
Sự khác biệt quan sát được giữa AGN tiêu chuẩn (trái) và AGN sắp chết (phải) được phát hiện bởi nghiên cứu này. Trong AGN sắp chết, hạt nhân rất mờ trong bất kỳ dải bước sóng nào vì hoạt động của AGN đã chết, trong khi vùng ion hóa mở rộng vẫn có thể nhìn thấy trong ~ 3000 năm ánh sáng vì cần ~ 3000 năm để ánh sáng đi qua vùng mở rộng. Nhà cung cấp: Ichikawa et al.

Ichikawa, người đồng tác giả bài báo cho Cuộc họp lần thứ 238 của Hiệp hội Thiên văn Hoa Kỳ, cho biết họ sẽ tiếp tục điều tra các AGN sắp chết trong tương lai. “Chúng tôi sẽ tìm kiếm nhiều AGN sắp chết hơn bằng cách sử dụng phương pháp tương tự như nghiên cứu này. Chúng tôi cũng sẽ thu được các quan sát tiếp theo có độ phân giải không gian cao để điều tra các dòng khí vào và ra, điều này có thể làm rõ việc ngừng hoạt động của AGN đã xảy ra như thế nào.

‘Oumuamua có thể là một mảnh vỡ băng giá của một hành tinh giống sao Diêm Vương

Nguồn:

_https://phys.org/news/2021-06-discovery-dying-supermassive-black-hole.html

Bình luận bằng Facebook

comments