[Phần mềm di động: BoKeYuan] Trong hai thập kỷ qua, các nhà thiên văn học đã kết luận rằng hầu hết các thiên hà đều có lỗ đen khổng lồ ở trung tâm và khối lượng của lỗ đen và thiên hà chủ có mối tương quan với nhau. Nhưng hai điều này liên quan với nhau như thế nào? Hiện nay, các nhà khoa học tại Viện Thiên văn học thuộc Đại học Hawai'i ở Mānoa có thể đã tiết lộ một phần câu trả lời. Bằng cách sàng lọc cẩn thận hàng trăm hình ảnh thiên hà, các nhà nghiên cứu đang bắt đầu xác định rõ hơn bức tranh về quá trình tiến hóa của thiên hà. Sự phát triển của các thiên hà có thể được hình thành thông qua sự tương tác với các thiên hà khác, thúc đẩy sự phát triển của các lỗ đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà.
Khí và bụi giữa các ngôi sao được gọi là môi trường liên sao (ISM), là nhiên liệu cho sự phát triển của các lỗ đen siêu lớn (SMBH) và sự hình thành các ngôi sao mới. Nhưng nghiên cứu mới cho thấy môi trường giữa các vì sao có thể có những tính chất khác nhau ở các thiên hà có hố đen siêu lớn đang phát triển tại lõi so với các thiên hà không có hố đen. Khí nóng hơn ít có khả năng sụp đổ thành các ngôi sao mới, vì vậy phát hiện này có thể chỉ ra rằng một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm đang phát triển đang làm suy yếu khả năng tạo ra các ngôi sao mới của thiên hà.
Nguyên nhân nào có thể gây ra sự nóng lên của môi trường giữa các vì sao? Câu trả lời là ánh sáng (ở mọi bước sóng), đặc biệt là ánh sáng từ các ngôi sao nóng, có thể làm được điều đó. Nhưng sự tương tác giữa các thiên hà (khi chúng va chạm với nhau hoặc thậm chí chỉ đi qua gần nhau) có thể tạo ra sóng xung kích lớn nén khí ít đặc hơn, khiến chúng có khả năng hình thành sao cao hơn. Các nhà thiên văn học đã sử dụng hình ảnh từ cuộc khảo sát Pan-STARRS để nghiên cứu hình dạng của 630 thiên hà. Phân loại các thiên hà thành các thiên hà đang hợp nhất, đang hợp nhất sớm và không hợp nhất. Những hình dạng này sau đó được so sánh với lượng ánh sáng phát ra của cùng các thiên hà đó ở bước sóng hồng ngoại trung bình dài hơn, nơi có thể nghiên cứu các đặc tính của môi trường giữa các vì sao.
Khi các thiên hà ở đủ gần, chúng sẽ trải qua một điệu nhảy thiên hà cho đến khi cuối cùng hợp nhất thành một hệ thống duy nhất. Những tương tác này có những đặc điểm được ghi chép rõ ràng cho phép các nhà thiên văn học phân loại các nhóm thiên hà. Dự án nghiên cứu này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự phức tạp và sự vướng mắc của mọi quá trình diễn ra bên trong các thiên hà, và công trình đang được tiến hành để phân tích các thiên hà cũng rất hấp dẫn. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng ở các thiên hà có lỗ đen hoạt động, môi trường giữa các vì sao nóng hơn, tỷ lệ khí phân tử nóng so với các chất làm mát khác lớn hơn và các đặc điểm khác của hạt bụi có phạm vi giá trị rộng hơn so với các thiên hà có lỗ đen đang ngủ đông.
Trong Vũ trụ gần của chúng ta, chúng tôi phát hiện ra rằng môi trường liên sao nóng của các thiên hà có hố đen siêu lớn đang phát triển ở trung tâm khác với môi trường không có hố đen. Các quá trình cung cấp nhiên liệu cho các hố đen siêu lớn cũng cho phép chúng ta phát hiện sự truyền năng lượng trở lại môi trường liên sao của các thiên hà. Những quan sát chi tiết hơn trong tương lai sẽ cho phép các nhà nghiên cứu xác nhận các quá trình truyền năng lượng này. IFA đã là một phần của chương trình REU danh giá trong gần 20 năm và đã đào tạo hơn 130 sinh viên, một số trong số họ hiện là những người dẫn đầu trong nhiều lĩnh vực thiên văn học khác nhau.
Nhờ có cơ hội làm việc độc đáo tại Đại học Hawai'i, nơi có cơ sở vật chất và đội ngũ nhà khoa học đẳng cấp thế giới, IFA nhận được hơn 500 đơn đăng ký mỗi học kỳ. Nader Haghighiour, nhà nghiên cứu chính của chương trình IFA REU, lưu ý: Đội ngũ cố vấn của chúng tôi là những nhà lãnh đạo thế giới trong lĩnh vực của họ và sinh viên REU của chúng tôi tham gia vào các nghiên cứu tiên tiến. Rebecca, nhà nghiên cứu trong bài viết này, là một ví dụ tuyệt vời về điều này, và chúng tôi rất tự hào về các sinh viên REU của mình, vì hầu hết các em đều tiếp tục học lên sau đại học và nhiều em được công nhận trên toàn quốc.
Trong học kỳ mùa thu năm 2020, sinh viên đại học PETRIC và UH MāNOA Diana Castaneda sẽ tiếp tục sử dụng máy quang phổ trên máy bay Đài quan sát tầng bình lưu dành cho thiên văn học hồng ngoại (SOFIA) để nghiên cứu môi trường giữa các vì sao của các thiên hà chứa một số hố đen siêu lớn đang phát triển sáng nhất trong vũ trụ gần. Các quan sát của SOFIA sẽ cho phép Castaneda và Petrick có được hiểu biết sâu sắc hơn về quá trình năng lượng được truyền giữa một hố đen siêu lớn đang phát triển và môi trường giữa các vì sao. Kết quả của họ được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn.
Bác Khắc Nguyên | Nghiên cứu/Từ: Đại học Hawaii tại Manoa
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Astrophysics
BoKeYuan｜Khoa học, công nghệ, nghiên cứu, khoa học phổ thông
Theo dõi [Bokeyuan] để xem thêm nhiều khoa học vũ trụ đẹp hơn
