Nhờ công nghệ kính viễn vọng ảo lớn cỡ Trái Đất, các nhà thiên văn học đã có thể chụp được hình ảnh siêu hố đen phun vật chất trực tiếp khối lượng nằm ở giữa thiên hà Messier 87. BCT
Đây là bức ảnh ghi hình hố đen siêu khối lượng ở trung tâm thiên hà Messier 87 (M87) mới nhất được chụp bằng kính viễn vọng ảo lớn cỡ Trái Đất. Đây cũng là hố đen đầu tiên mà con người từng chụp ảnh trực tiếp. Hình ảnh này đã hé lộ khoảnh khắc gốc của dòng tia di chuyển ở tốc độ gần với vận tốc ánh sáng nối liền với vật chất xoay tròn xung quanh hố đen siêu khối lượng trước khi bị hút vào bề mặt của nó, trong quá trình mang tên accretion. Các nhà nghiên cứu đã mô tả chi tiết bức ảnh này trong tạp chí Nature vào ngày 26/4 vừa qua.
Bức ảnh trước đó đã chụp được dòng tia phun ra và hố đen siêu khối lượng, nhưng chúng không nằm cạnh nhau. “Bức ảnh mới này hoàn thiện bức tranh bằng cách thể hiện khu vực xung quanh hố đen và dòng tia cùng lúc”, nhà thiên văn học Jae-Young Kim tại Đại học Quốc gia Kyungpook tại Hàn Quốc và Viện Thiên văn học vô tuyến Max Planck, một thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết.
Bức ảnh lịch sử đầu tiên của hố đen M87 được chụp bởi Kính viễn vọng Chân trời sự kiện (EHT) vào năm 2017 và công bố hai năm sau đó. Ảnh chụp mới của M87 và dòng tia phun ra từ nó là một bản nâng cấp của bức ảnh trước đó, thể hiện khu vực xung quanh hố đen và dòng tia cùng lúc.
Bức ảnh mới được tạo ra từ dữ liệu năm 2018 của cụm kính viễn vọng Global Millimetre VLBI Array (GMVA), kính viễn vọng Greenland và cụm kính viễn vọng Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), kết hợp với nhau để tạo thành thiết bị ảo lớn cỡ Trái Đất, tương tự mạng lưới EHT. Hố đen M87 lớn gấp 6,5 tỷ lần khối lượng Mặt Trời và cách Trái Đất 55 triệu năm ánh sáng.
Hầu hết các thiên hà lớn đều có hố đen siêu khối lượng tại trung tâm, và M87 là một ví dụ điển hình. Hố đen này tiêu thụ lượng lớn vật chất ở dạng khí gas và bụi, bao gồm cả những ngôi sao kém may mắn tới quá gần.
Khi tiêu thụ vật chất, hố đen phun ra dòng tia cực mạnh, di chuyển ở vận tốc gần bằng ánh sáng và có thể trải dài hàng nghìn năm ánh sáng, đôi khi vượt qua cả ranh giới của thiên hà chứa chúng. Tuy nhiên, cho đến nay, giới nghiên cứu vẫn chưa hiểu rõ hố đen siêu khối lượng làm vậy bằng cách nào. Nhà khoa học Ru-Sen Lu tại Đài quan sát Thiên văn Thượng Hải cho biết rằng, để tìm hiểu rõ hơn, cần phải quan sát nguồn gốc của dòng tia ở gần hố đen tối đa có thể.
Ngoài chứng minh dòng tia bắt nguồn từ hố đen siêu khối lượng, bức ảnh mới cũng cho thấy bóng của hố đen. Khi vật chất xoay quanh hố đen siêu khối lượng ở vận tốc gần bằng ánh sáng do tác động của lực hấp dẫn khổng lồ của nó. Vật chất nóng lên và phát sáng, tạo ra vòng tròn màu vàng như trong ảnh chụp M87 và hố đen siêu khối lượng ở trung tâm dải Ngân Hà, Sagittarius A* (Sgr A*). Ở giữa quầng sáng màu vàng là bóng tối hoàn toàn. Đó là chiếc bóng của hố đen.
Tương tự như vậy, ảnh mới của M87 cũng khác với ảnh chụp từ kính viễn vọng EHT ở điểm mà nó ghi lại khu vực này ở bước sóng ánh sáng dài hơn, điều này ảnh hưởng đến những gì các nhà thiên văn học có thể quan sát được.
Ở bước sóng này, họ có thể quan sát được cách dòng tia xuất hiện từ vòng phát xạ xung quanh hố đen siêu khối lượng, theo nhà nghiên cứu Thomas Krichbaum ở Viện Thiên văn học Vô tuyến Max Planck. Kích thước của vòng tròn trong ảnh mới cũng lớn hơn 50% so với ảnh của EHT. Chênh lệch này chỉ ra rằng, hố đen M87 đang tiêu thụ vật chất nhanh hơn so với trước đây.
Các nhà khoa học sử dụng mạng lưới kính viễn vọng để tìm hiểu cách mà hố đen siêu khối lượng phun ra dòng vật chất cực mạnh. Các kết quả quan sát từ đó sẽ giúp họ giải thích các quá trình phức tạp xảy ra gần hố đen. BCT
