Khoảng 23% Vũ trụ cấu tạo từ ‘vật chất tối’ bí ẩn, vật chất không nhìn thấy chỉ phát hiện ra được thông qua tác dụng hấp dẫn của nó lên môi trường xung quanh. Giờ thì hai nhà thiên văn tại trường đại học quốc gia vùng tự trị Mexico (UNAM) vừa tìm ra một dấu hiệu của cách thức vật chất tối hành xử ở gần các lỗ đen. Kết quả của họ trình bày trong mục thư viết trên tập san Monthly Notices of the Royal Astronomical Society



Ảnh minh họa sự biến dạng của không-thời gian bởi một lỗ đen siêu trọng tại tâm của một thiên hà. Lỗ đen sẽ nuốt lấy vật chất tối ở tốc độ phụ thuộc vào khối lượng của nó và vào lượng vật chất tối có ở xung quanh nó. Ảnh: Felipe Esquivel Reed
Trong vũ trụ sơ khai, những cụm vật chất tối được cho là đã hút lấy chất khí, sau đó kết hợp lại thành những ngôi sao cuối cùng tập trung nên những thiên hà mà chúng ta thấy ngày nay. Trong những nỗ lực của họ nhằm tìm hiểu sự hình thành và tiến triển của các thiên hà, các nhà thiên văn đã mất rất nhiều thời gian quý báu để cố gắng mô phỏng sự tích góp vật chất tối ở những vật thể này.

Các nhà thiên văn UNAM, tiến sĩ Xavier Hernandez và tiến sĩ William Lee, đã tính ra được cách thức trong đó các lỗ đen tìm thấy tại tâm của các thiên hà hấp thụ lấy vật chất tối. Những lỗ đen này có khối lượng đâu đó chừng hàng triệu đến hàng tỉ lần khối lượng Mặt trời và hút lấy vật chất ở tốc độ cao.

Các nhà nghiên cứu đã lập mô phỏng cách thức vật chất tối bị hấp thụ bởi các lỗ đen và nhận thấy tốc độ hiện tượng này xảy ra rất nhạy với lượng vật chất tối tìm thấy trong vùng lân cận của các lỗ đen. Nếu hàm lượng này lớn hơn mật độ tới hạn là 7 Mặt trời vật chất trên mỗi năm ánh sáng khối của không gian, thì khối lượng lỗ đen sẽ tăng lên nhanh chóng, vì thế sẽ nhận chìm những lượng lớn vật chất tối, không lâu sau thì toàn bộ thiên hà sẽ biến đổi vượt quá cái người ta biết.

Tiến sĩ Hernamdez giải thích: “Trong hàng tỉ năm kể từ khi các thiên hà hình thành, những sự hấp thụ vật chất tối ở tốc độ phi mã như vậy tại các lỗ đen sẽ làm thay đổi mật độ các thiên hà khỏi cái chúng ta thật sự quan sát thấy”.

Do đó, công trình của họ đề xuất rằng mật độ vật chất tối tại tâm của các thiên hà có xu hướng là một giá trị không đổi. Bằng cách so sánh những quan sát của họ với cái mà những mô hình hiện nay của sự tiến hóa của Vũ trụ tiên đoán, Hernandez và Lee kết luận rằng có lẽ cần phải thay đổi một số giả thuyết cơ sở của những mô hình này – vật chất tối có lẽ không hành xử theo kiểu như các nhà khoa học đã từng nghĩ.