Trong một nghiên cứu được đăng tải mới đây bởi Tờ Nguyệt San
Hội Thiên Văn Hoàng Gia, các nhà khoa học từ các tổ chức Thiên Văn tên tuổi như: Viện Bảo Tàng Mỹ Lịch Sử Quốc Gia; Đại Học Thành Phố NewYork; Phòng Thí Nghiệm Phản Lực của Viện Công Nghệ California, và Trung Tâm Thiên Văn Harvard-Smithsonian đã cho rằng các lỗ đen cỡ trung bình -- có khối lượng từ vài trăm đến hàng nghìn lần khối lượng Mặt Trời -- có thể được phôi thai và phát triển ngay trong các đĩa khí bụi xung quanh những lỗ đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà. Cơ chế vật lý của nó cũng tương tự như mô hình giải thích sự hình thành và phát triển của những hành tinh khổng lồ trong các đĩa khí bụi xung quanh một ngôi sao.
Giáo sư Saavik Ford cho biết chúng ta đã biết đến những lỗ đen loại nhỏ với khối lượng khoảng dưới 10 lần khối lượng Mặt Trời, lỗ đen siêu nặng được tìm thấy ở trung tâm các thiên hà với khối lượng từ hàng triệu đến hàng tỷ lần khối lượng Mặt Trời. Tuy nhiên chúng ta vẫn chưa có bằng chứng cho một lỗ đen cỡ trung bình, chúng thật sự rất khó được tìm thấy.
Sự ra đời của
Lỗ Đen Trung Bình được bắt đầu bằng cái chết của một ngôi sao, nó gieo mầm nên "hạt giống" ban đầu là một lỗ đen loại nhỏ. Để có thể phát triển được thành một lỗ đen trung bình, "hạt giống" hay lỗ đen loại nhỏ này phải va chạm nuốt chửng rất nhiều các ngôi sao đã chết hoặc vẫn đang hoạt động ở khu vực xung quanh. Khả năng này vốn là sở trường và sở thích của lỗ đen nhất là khi xung quanh nó có hàng tỷ các ngôi sao trong thiên hà tuy nhiên trên thực tế các ngôi sao này lại nằm quá xa nhau với phần lớn là không gian trống rỗng, do vậy việc va chạm ở trên là rất hiếm khi xảy ra.
Giáo sư Barry Mckernan cho hay "Tâm điểm hiện tại là các đám sao, tuy nhiên các vật thể ở đây di chuyển quá nhanh và hầu như không có khí bụi do vậy cơ hội va chạm là rất thấp". Có thể đây là một sai xót trong các mô hình nghiên cứu trước đó và các nhà khoa học cần tìm một hướng nghiên cứu mới hơn cho cơ chế hình thành những Lỗ Đen Trung Bình.
Hướng nghiên cứu mới sẽ hướng sự chú ý tới các trung tâm đang hoạt động của các thiên hà, ở đó có những lỗ đen siêu lớn với một cái lõi siêu nóng và phát sáng cực mạnh. Chính khí gas trong hệ thống này là mấu chốt của vấn đề, nó có thể làm các ngôi sao chuyển động chậm lại và hướng chúng thao một quỹ đạo hình tròn.
McKernan cho biết: "Bạn có thể hình dung các ngôi sao như những chiếc xe oto đang di chuyển trên một đường cao tốc 10 làn. Nếu không có khí bụi, các xe oto có thể chạy với các tốc độ rất khác nhau và chủ yếu là vẫn đi trên làn của mình, điều này làm giảm thiểu các va chạm. Tuy nhiên khi xuất hiện sự cản trở của các hạt khí bụi, chúng làm oto chuyển động chậm hơn, đi với tốc độ giống nhau hơn, đồng thời cũng dễ đẩy các xe di chuyển sang làn của nhau. Kêt quả là các xe oto va chạm và bị phá hủy nhiều hơn "
Đây chính là cơ chế để một lỗ đen loại nhỏ nuốt các ngôi sao xung quanh và lớn dần lên. Càng nuốt được nhiều sao, khố lượng của hố đen càng lớn và do vậy kích thước và lực hấp dẫn của cũng tăng theo, điều này sau đó lại làm tăng khả năng va chạm của hố đen trên lộ trình của mình. Hiện tượng này gọi là "
runaway growth" và có thể tạo nên một Lỗ Đen Trung Bình.
Khi tăng kích thước, lỗ đên bắt đầu làm biến đổi đĩa khí đang điều khiển nó. Mô hình của các nhà nghiên cứu cho thấy lỗ đen khi đạt đến một khối lượng nhất định có thể tạo ra một lỗ hổng trong đĩa khí, một điểm kỳ dị có thể đem đến cho các nhà khoa học một ý niệm đầu tiên về hố đen cỡ trung bình.
Mô hình này mô tả sự tăng trưởng (scaled-up) giống như cơ chế hình thành các hành tinh khí khổng lồ
Sao Mộc và
Sao Thổ. Giống như các lỗ đen trung bình, các hành tinh này cũng tăng dần kích thước của mình trong đĩa khí, chỉ khác sự tích lũy này diễn ra ở đĩa khí xung quanh một khu vực đang hình thành ngôi sao mới.
Mordecai-Mark Mac Low, chủ tịch Ủy ban thiên văn, đã mô hình hóa cơ chế trên và đồng thời cho cho biết: "Trong một vài khu vực, khí bụi có thể đẩy các hành tinh đá di chuyển vào những quỹ đạo chung, khiến chúng có thể va chạm và tạo nên các đối tượng có khối lượng lớn gấp 10 lần trái đất, đủ lớn để có thể hút khí bụi xung quanh và tạo nên các hành thinh khí khổng lồ. Nguyên lý này có thể áp dụng cho các đĩa khí chứa đầy vật chất xung quanh trung tâm thiên hà, khi này thay vì các hành tinh khí khổng lồ sẽ là các hố được hình thành. "