Lỗ đen là một trong những hiện tượng bí ẩn và hấp dẫn nhất trong vũ trụ. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô phỏng và dữ liệu từ kính viễn vọng không gian Gaia để đề xuất sự hiện diện của nhiều lỗ đen trong cụm sao Hyades, có thể là cụm sao gần Trái đất nhất. Một bài báo đăng trên tạp chí Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia cho thấy rằng sự hiện diện của nhiều lỗ đen trong Hyades, cụm sao mở gần nhất với hệ mặt trời, sẽ khiến chúng trở thành những lỗ đen gần Trái đất nhất được phát hiện cho đến nay.

Hyades là cụm sao gần mặt trời nhất. Cụm sao mở Hyades đủ sáng để được chú ý từ hàng nghìn năm trước, nhưng nó không sáng hoặc đặc như cụm sao Pleiades gần đó (M45). Trong ảnh là một hình ảnh đặc biệt sâu sắc của Hyades, hiển thị màu sắc sống động của các ngôi sao và các tinh vân trùng khớp mờ nhạt.

Nghiên cứu này là kết quả hợp tác của một nhóm các nhà khoa học do Stefano Torniamenti thuộc Đại học Padua, Ý đứng đầu, với sự tham gia tích cực của Giáo sư ICREA Mark Gieles, Trường Vật lý, Viện Khoa học Thiên văn, Đại học Padua. Barcelona (ICCUB) và Viện Nghiên cứu Không gian Catalan (IEEC) và Friedrich Anders (ICCUB-IEEC).

Cụ thể, phát hiện này được đưa ra trong quá trình nghiên cứu được thực hiện bởi chuyên gia Stefano Torniamenti tại ICCUB, một trong những đơn vị nghiên cứu của IEEC.

Nghiên cứu mới tiết lộ khả năng tồn tại của các lỗ đen trong cụm sao Hyades, định vị chúng là những lỗ đen gần Trái đất nhất.

Có lỗ đen ở Hyades không?

Kể từ khi được phát hiện, lỗ đen đã là một trong những hiện tượng bí ẩn và hấp dẫn nhất trong vũ trụ và trở thành đối tượng nghiên cứu của các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới. Điều này đặc biệt đúng với các lỗ đen nhỏ, vì chúng được quan sát thấy trong quá trình phát hiện sóng hấp dẫn. Kể từ khi sóng hấp dẫn đầu tiên được phát hiện vào năm 2015, các chuyên gia đã quan sát thấy nhiều sự kiện tương ứng với sự hợp nhất của các cặp lỗ đen khối lượng thấp.

Trong nghiên cứu được công bố, một nhóm các nhà vật lý thiên văn đã sử dụng mô phỏng để theo dõi chuyển động và sự tiến hóa của tất cả các ngôi sao trong cụm Hyades (khoảng 45 Parsec, hoặc cách mặt trời 150 năm ánh sáng) để tái tạo trạng thái hiện tại của chúng.

Các cụm mở là các cụm liên kết lỏng lẻo gồm hàng trăm ngôi sao có chung các đặc tính nhất định, chẳng hạn như tuổi và đặc điểm hóa học. Các kết quả mô phỏng được so sánh với vị trí và vận tốc thực tế của các ngôi sao trong cụm Hyades, hiện đã được biết chính xác từ các quan sát của vệ tinh Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA).

Gaia là một sứ mệnh đầy tham vọng được thiết kế nhằm tạo ra bản đồ ba chiều về thiên hà Milky Way của chúng ta, trong quá trình tiết lộ thành phần, sự hình thành và tiến hóa của nó. Nguồn ảnh: ESA-D. Ducros, 2013

"Các mô phỏng của chúng tôi chỉ có thể phù hợp với cả khối lượng và kích thước của Hyades nếu một số lỗ đen tồn tại ở trung tâm của cụm ngày nay (hoặc cho đến gần đây)", Stefano Torniamenti, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Padua và là tác giả đầu tiên của bài báo Hyades, cho biết.

Các đặc tính hiện được quan sát của Hyades được tái tạo tốt nhất bằng mô phỏng hai hoặc ba lỗ đen, mặc dù các mô phỏng trong đó tất cả các lỗ đen bị đẩy ra (cách đây chưa đầy 150 triệu năm, gần bằng 1/4 tuổi cuối cùng của cụm) vẫn có thể cho kết quả phù hợp vì quá trình tiến hóa của cụm không thể xóa dấu vết của quần thể lỗ đen trước đó của nó.

Kết quả mới cho thấy lỗ đen sinh ra trong Hyades vẫn nằm bên trong cụm sao hoặc rất gần với nó. Điều này khiến chúng trở thành những lỗ đen gần mặt trời nhất, gần hơn nhiều so với ứng cử viên trước đó, lỗ đen Gaia BH1, cách mặt trời 480 Parsec.

Trong những năm gần đây, những đột phá với kính viễn vọng không gian Gaia đã giúp lần đầu tiên có thể nghiên cứu chi tiết vị trí và vận tốc của các ngôi sao trong các cụm mở và xác định chính xác từng ngôi sao.

Mark Gieles, thành viên Khoa Vật lý lượng tử và Vật lý thiên văn của Đại học Buffalo, đồng thời là người đứng đầu dự án, cho biết: “Quan sát này giúp chúng tôi hiểu sự hiện diện của các lỗ đen ảnh hưởng như thế nào đến sự tiến hóa của các cụm sao và cách các cụm sao đóng góp vào nguồn của sóng hấp dẫn”. “Những kết quả này cũng cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách những vật thể bí ẩn này được phân bố trong Dải Ngân hà.”