Khi vật chất dịch chuyển vào trung tâm thiên hà và tích lũy vào lỗ đen siêu khối lượng, nó tạo ra một nhân thiên hà hoạt động (AGN); sau đó, các dòng chảy hướng ra ngoài hoặc những phản hồi từ nhân thiên hà hoạt động tương tác để dập tắt sự hình thành sao trong thiên hà. Các mô phỏng vũ trụ học hiện đại có thể tự truy dấu một cách nhất quán sự hình thành sao và sự lớn lên của các lỗ đen siêu khối lượng trong các thiên hà từ vũ trụ sớm đến ngày nay, đồng thời xác nhận các ý tưởng đó.

Quá trình sáp nhập này có thể dẫn đến sự lệch tâm của một số lỗ đen siêu khối lượng khỏi trung tâm thiên hà đang ngày một mở rộng. Con đường dẫn đến một lỗ đen siêu khối lượng được tích hợp theo cách này hết sức phức tạp. Đôi khi, một lỗ đen siêu khối lượng kép được tạo ra đầu tiên, sau đó chúng sáp nhập làm một. Quá trình này tạo ra sóng hấp dẫn mà các nhà khoa học có thể dò được. Tuy nhiên sự sáp nhập này đôi khi có thể bị ngưng lại hoặc bị phá vỡ - hiểu biết của chúng ta về nguyên nhân của hiện tượng này là một trong những câu đố quan trọng về sự tiến hóa của lỗ đen siêu khối lượng. Các mô phỏng vũ trụ học mới với mã ROMULUS dự đoán là thậm chí sau hàng tỉ năm tiến hóa thì một số lỗ đen siêu khối lượng cũng không hợp nhất với các nhân thiên hà hoạt động mà kết thúc bằng việc dịch chuyển trong thiên hà chủ.

Nhà thiên văn học Angelo Ricarte của CfA đã dẫn dắt một nhóm nghiên cứu phân tích đặc điểm của sự dịch chuyển của các lỗ đen. Sử dụng các mô phỏng ROMULUS, nhóm nghiên cứu phát hiện ra là vũ trụ ngày nay (khoảng 13,7 tỉ năm sau Big bang) chỉ bằng khoảng 10% khối lượng của các lỗ đen dịch chuyển theo cách như thế. Tại thời điểm đầu tiên của vũ trụ sớm, hai tỉ năm sau Big bang hoặc ít hơn, những lỗ đen "lang thang” đó thậm chí xuất hiện ngày một đáng kể hơn và chứa phần lớn các khối lượng của các lỗ đen. Các nhà khoa học còn phát hiện ra trong những giai đoạn sớm, những lỗ đen này còn tạo ra phần lớn các bức xạ từ tập hợp các lỗ đen siêu khối lượng. Trong một bài báo liên quan, các nhà thiên văn học cũng khám phá ra các tín hiệu quan sát được từ tập hợp các lỗ đen siêu khối lượng dịch chuyển.

Nghiên cứu này được xuất bản trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society "Origins and demographics of wandering black holes” (Những nguồn gốc và nhân khẩu học của các lỗ đen dịch chuyển) 1.

Nguồn: https://phys.org/news/2021-08-black-holes.html

https://www.sciencealert.com/there-could-be-a-huge-number-of-wandering-supermassive-black-holes-out-there

-------------------------------

1. https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/503/4/6098/6189716?redirectedFrom=fulltext