Nỗ lực giải mã bí ẩn về chức năng của hố đen trong vũ trụ

Chúng ta thường nghĩ hố đen là những quái vật khổng lồ nuốt chửng cả ánh sáng nhưng ngay cả các hố đen siêu nặng nằm ở trung tâm các thiên hà cũng có nhiều kích cỡ khác nhau. Chẳng hạn, hố đen M87* nằm ở trung tâm thiên hà Messier 87 có khối lượng gấp 6 tỷ lần Mặt Trời trong khi hố đen Sgr A* nằm ở trung tâm Dải Ngân hà của chúng ta có khối lượng chỉ gấp 4 triệu lần Mặt Trời.

Thiên hà Centaurus A. (Ảnh: ESO/WFI)

Kích thước đáng kinh ngạc của M87* giải thích lý do vì sao nó trở thành "ứng viên sáng giá" cho Kính thiên văn Event Horizon (EHT) ghi được hình ảnh đầu tiên về hố đen trên thế giới, tạo nên bước đột phá về vật lý thiên văn khi bức ảnh này được công bố vào năm 2019.

Các nhà vật lý thiên văn không chỉ dừng lại nghiên cứu một hố đen. Họ chuyển hướng chú ý sang hố đen siêu nặng khác, nhỏ hơn M87* 100 lần, nằm ở trung tâm thiên hà Centaurus A. Sử dụng kỹ thuật tương tự như khi lại hình ảnh về M87*, các nhà vật lý thiên văn hiện có thể ghi lại hình ảnh luồng vật chất phun ra mạnh mẽ từ hố đen Centaurus A, tiết lộ nhiều hơn về hiện tượng phức tạp này.

Những chi tiết trên đã được công bố trên tạp chí Nature Astronomy ngày 19/7.

"Mục tiêu của Kính thiên văn Event Horizon là ghi lại hình ảnh về các hố đen. Tuy nhiên, những luồng năng lượng phun ra từ hố đen là cũng đối tượng mà chúng tôi đang nghiên cứu. Để hiểu đầy đủ về hố đen, chúng tôi cần hiểu về những luồng năng lượng này và cách thức chúng được tạo ra", nhà vật lý thiên văn Michael Janssen thuộc Viện nghiên cứu thiên văn vô tuyến Max Planck tại Bonn, Đức cho hay.

James Miller-Jones, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Curtin, Australia và là thành viên của Trung tâm Nghiên cứu Thiên văn Vô tuyến Quốc tế (ICRAR) cho rằng các luồng năng lượng phun ra ngoài từ hố đen có thể ảnh hưởng đến sự tiến hóa của thiên hà và chùm thiên hà. Ông và các đồng nghiệp của mình muốn nhìn kỹ hơn vào những luồng năng lượng này để xem liệu chúng có chức năng gì với các hố đen. Kính thiên văn EHT khiến điều này có thể xảy ra.

Với kính thiên văn EHT, đội ngũ các nhà thiên văn học có thể tập trung vào nghiên cứu luồng năng lượng phun ra từ hố đen của thiên hà Centaurus A và quan sát được nó kỹ hơn. Kính thiên văn này cũng giúp họ ghi lại hình ảnh luồng năng lượng ở cực kỳ gần hố đen.

Quan sát trung tâm thiên hà Centaurus A và so sánh với những quan sát từ các mô hình trên lý thuyết, đội ngũ các nhà khoa học thấy rằng luồng năng lượng của hố đen này đã chiếu sáng phần rìa và trông tương tự như những gì mà M87* tạo ra. Điều này có ý nghĩa quan trọng bởi nó đặt ra câu hỏi rằng: "Có phải tất cả các hố đen đều có chức năng giống nhau bất kể kích cỡ của chúng như thế nào?"

Luồng năng lượng từ Centaurus A cho thấy trường hợp trên là có thể. Ngoài ra, nó không chỉ nhất quán với thuyết Tương đối rộng của Albert Einstein mà còn xác minh cho các đặc tính cơ bản của các luồng năng lượng phụ thuộc vào khối lượng của hố đen tạo ra chúng", nhà khoa học Miller-Jones cho hay.

Ông cũng cho rằng mặc dù không thể chứng minh giả thuyết trên với những hố đen có khối lượng nhỏ hơn nhiều, chỉ gấp từ 10 - 100 lần khối lượng Mặt Trời ,nhưng bằng cách nghiên cứu các hố đen khác, các nhà khoa học có thể giải mã một vài bí ẩn về những "người khổng lồ" trong vũ trụ này.