Chiêm ngưỡng bức ảnh đầu tiên về hố đen bí ẩn của vũ trụ

Bức ảnh hố đen khiến mọi người vỡ lẽ ra rằng: Từ trước tới nay, những bức hình hố đen do kỹ thuật vi tính mô phỏng mà chúng ta vẫn thấy thực sự khác xa so với thực tế.

Đột phá vật lý thiên văn "kết quả bất ngờ từ dự án Kính thiên văn Chân trời Sự kiện (EHT)" sẽ giúp các nhà khoa học có một cái nhìn gần gũi hơn, chính xác hơn vào vật thể bí ẩn trên vũ trụ mang tên hố đen, với trường lực hấp dẫn mạnh tới mức hút được cả ánh sáng vào trong.

Hình ảnh đầu tiên của hố đen được công bố tối 10/4.

"Chúng tôi đã làm được điều mà nhiều người cho là không thể. Bằng cách chụp được phần bóng của lỗ đen, nó đã chứng minh cho quan điểm rằng còn nhiều thực thể vô hình, bí ẩn như vậy thực sự có tồn tại", Tiến sĩ Ziri Younsi, thuộc Phòng thí nghiệm khoa học vũ trụ UCL Mullard, trực thuộc dự án ETH cho biết.

"Kết quả này sẽ đặt nền tảng cho nhiều nghiên cứu trong tương lai. Các lỗ đen có thể đóng vai trò quan trọng trong sự hiểu biết của con người khi nghiên cứu hành vi của ánh sáng và vật chất ở những môi trường khắc nghiệt nhất trong vũ trụ", ông tiếp tục.

Hố đen được chụp lần này có đường kính 40 tỷ km, to hơn Trái Đất ba triệu lần và nằm cách chúng ta nhiều nghìn tỷ km. Jessica Dempsey, Phó giám đốc Đài thiên văn Đông Á ở Hawaii, nói rằng khi lần đầu tiên nhìn thấy hình ảnh hố đen được chụp cách đây hai năm, nó khiến cô nhớ đến con mắt của Sauron trong bộ phim "Chúa tể của những chiếc nhẫn"

Dự án Event Horizon là công trình nghiên cứu hợp tác khoa học quốc tế, được tiến hành từ năm 2012 nhằm quan sát những lỗ đen siêu khối lượng nằm ở trung tâm các thiên hà, cụ thể là hố đen siêu khối Sagittarius A* ở trung tâm thiên hà Milky Way chúng ta và M87 thuộc siêu đám Xử Nữ A.

Loài người chưa bao giờ tận mắt nhìn thấy lỗ đen bởi nó hấp thụ mọi ánh sáng xung quanh nó. Chính vì vậy, cách duy nhất để khám phá lỗ đen chính là nghiên cứu vùng không gian xung quanh chúng.

Chương trình Event Horizon sử dụng kỹ thuật giao thoa với đường cơ sở rất dài (Very Long Baseline Interferometry, VLBI) bằng cách kết hợp các kính viễn vọng vô tuyến trên toàn thế giới.

Trong đó, nhiều ăng-ten độc lập cách xa hàng chục nghìn km được điều phối, cùng quan sát và ghi lại dữ liệu trong cùng một thời điểm, tạo thành mạng lưới kính thiên văn khổng lồ có đường kính tương đương đường kính Trái đất.

Những tư liệu hình, video trước đây hoàn toàn là tưởng tượng, hoặc do mô phỏng bởi các siêu máy tính, thuật toán 3D.

Kính thiên văn ảo này làm tăng độ phân giải góc đến mức đủ quan sát cấu trúc lớn của vùng bao quanh chân trời sự kiện. Chân trời sự kiện là biên phía trong của không-thời gian gần một điểm kỳ dị, tất cả các loại vật chất nếu nằm dưới giới hạn này, kể cả các sóng điện từ (gồm cả ánh sáng) đều không thể vượt ra ngoài để đến với người quan sát.

Event Horizon được hy vọng sẽ kiểm chứng thuyết tương đối tổng quát của Einstein, khi phát hiện ra những sai lệch dưới ảnh hưởng trường hấp dẫn mạnh của một hố đen. Ngoài ra còn có nghiên cứu đĩa bồi tụ và các tia phát ra từ hố đen, thảo luận về sự tồn tại của chân trời sự kiện và phát triển cơ sở vật lý hố đen.

Về phần nghiên cứu, các nhà khoa học tập trung vào quan sát hai hố đen siêu lớn.

Đầu tiên là Sagittarius A, nằm tại trung tâm Dải Ngân hà của chúng ta. Nó có khối lượng lớn gấp 4 triệu lần Mặt Trời, nằm cách ta 26.000 năm ánh sáng. Theo những gì ta biết, mỗi một thiên hà đều có một hố đen khổng lồ nằm chính tại chung tâm, có những giả thuyết cho rằng chúng là mỏ neo cố định vị trí một thiên hà trong vũ trụ.

Hố đen thứ hai là M87, nằm tại trung tâm thiên hà Virgo A cạnh chúng ta. Nó có khối lượng gấp 3,5 triệu lần Mặt Trời, cách ta 54 triệu năm ánh sáng. Virgo A phát ra một chùm tia hạt hạ nguyên tử với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng.

Một hố đen thường xuất hiện khi một ngôi sao tiến vào giai đoạn cuối của vòng đời: nó sẽ "sập" xuống, tạo thành một khu vực khổng lồ làm biến dạng tấm nền không thời gian. Hai hố đen nói trên thuộc dạng khổng lồ nhất, rất có thể là do nhiều hố đen gộp lại thành.

Chúng hút cả ánh sáng nên việc quan sát hố đen khá khó khăn; vì vậy, các nhà khoa học nhắm tới việc quan sát vòng ánh sáng – những bức xạ và vật chất lao vào trong hố đen với tốc độ ánh sáng, ở ngay rìa vùng chân trời sự kiện. Chính chúng sẽ tạo thành hình dáng của một hố đen, một vòng trong khổng lồ với vùng tâm có khả năng hút vào bất cứ thứ gì.

Minh Minh (T/h)