Hầu hết các thiên hà đều có các lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của chúng và các nhà thiên văn ít nhất cũng biết một số lỗ đen hình thành như thế nào. Rigel, ở Orion, có khối lượng gấp khoảng 18 lần Mặt trời. Khi, trong thời gian vài triệu năm nữa, nó cạn kiệt nhiên liệu ở trung tâm của nó, thì kết quả là một siêu tân tinh ngoạn mục sẽ xuất hiện.
Hầu hết vật chất của ngôi sao sẽ bị phân tán theo gió thiên hà, nhưng lõi sẽ sụp đổ, tạo thành một lỗ đen nhỏ, lỗ đen này sẽ nặng gấp vài lần khối lượng Mặt trời.
Mặc dù chúng không thể được nhìn thấy trực tiếp, nhưng bằng chứng về lỗ đen đến từ việc quan sát hành vi của các ngôi sao và chất khí, nổi bật nhất là ở trung tâm Dải Ngân hà của chúng ta, nơi các quan sát được thực hiện vào mỗi mùa hè trong hơn 20 năm cho thấy quỹ đạo của các ngôi sao khoảng trung tâm thiên hà.
Tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa biết chắc chắn nơi có màu đen gần Trái đất nhất.
Với khối lượng tương đương với gần bốn triệu Mặt trời, vật thể ở trung tâm thiên hà của chúng ta thực sự là một lỗ đen siêu lớn, nhưng các nhà thiên văn học đã phải vật lộn để giải thích nó ra đời như thế nào.
Bằng chứng về các lỗ đen khối lượng sao, giống như lỗ đen mà Rigel có khả năng trở thành, đã được thu thập trong vài thập kỷ qua, ngoạn mục nhất là ở các gợn sóng cực nhỏ trong không gian được phát hiện bởi các thí nghiệm sóng hấp dẫn và do sự va chạm của các lỗ đen.
Các thí nghiệm về sóng hấp dẫn nhạy cảm nhất với sự va chạm của các lỗ đen khổng lồ nhưng chưa thấy bằng chứng cho bất cứ thứ gì có khối lượng lớn hơn nhiều so với khối lượng có thể là 50 lần khối lượng Mặt Trời.
Điều đó phù hợp với sự hiểu biết của chúng ta về các ngôi sao và siêu tân tinh, vốn dự đoán khối lượng tối đa thấp hơn rất nhiều so với khối lượng thu được từ loại khổng lồ ẩn nấp ở trung tâm các thiên hà.
Để tìm hiểu xem các vật thể khối lượng lớn như vậy hình thành như thế nào, các nhà thiên văn học từ lâu đã tìm kiếm ‘mối liên kết còn thiếu’ của chúng ta – một quần thể lỗ đen có khối lượng trung bình giữa hai bên.
Bây giờ kết quả từ một bài báo mới cho thấy nhiệm vụ có thể đã thành công.
Vật thể được đề cập là 3XMM J215022.4-055108 (tôi biết), một nguồn tia X đột nhiên bùng phát vào năm 2006.
Một ngọn lửa như vậy chỉ ra rằng một điều gì đó kịch tính đang xảy ra; trong trường hợp này, dường như chúng ta đã chụp được những khoảnh khắc cuối cùng của một ngôi sao bị xé toạc bởi lực hấp dẫn của lỗ đen.
Những điều như vậy thỉnh thoảng xảy ra – sự gián đoạn vũ điệu tinh tế ở trung tâm Dải Ngân hà có thể khiến các ngôi sao quay quanh nó gặp nguy hiểm – nhưng ngọn lửa đặc biệt này không đến từ trung tâm của một thiên hà nơi có thể cho rằng các lỗ đen siêu lớn là đang ẩn nấp, và nó đủ sáng để một lỗ đen có kích thước bằng một ngôi sao khó có thể là một tổ tiên.
Do đó, vụ nổ tia X đó có thể chỉ ra sự hiện diện của lỗ đen khối lượng trung bình khó nắm bắt, nhưng vẫn có khả năng xảy ra báo động giả.
Tín hiệu có thể đến từ một nguồn kém sáng hơn trong Dải Ngân hà. Sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble quay quanh quỹ đạo, vị trí của nguồn tia X hiện đã được xác định.
Sự phát xạ đến từ một cụm sao ở rìa của một thiên hà xa xôi, có khả năng là ngôi nhà của các lỗ đen trung gian. Liên kết bị thiếu có thể đã được tìm thấy cuối cùng.
Chris đang đọc Bản theo dõi đa bước sóng của ứng cử viên lỗ đen khối lượng trung bình siêu sáng 3XMM J215022.4-055108 của Dacheng Lin et al.
Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 6 năm 2020 của Tạp chí BBC Sky at Night.