Các nhà khoa học khám phá ra bí mật về "tiếng vang" của lỗ đen vũ trụ

Tuy vậy, chúng được xem là những quái vật vô hình. Nhưng ngay cả khi lỗ đen (hố đen) vô hình, không có nghĩa là chúng ta không thể tìm cách quan sát chúng.

CÁCH CÁC NHÀ KHOA HỌC QUAN SÁT LỖ ĐEN

Lần này, các nhà thiên văn học đã lập bản đồ các đường viền của một hố đen xoắn ốc siêu lớn trong thiên hà IRAS 13224-3809, được tìm thấy trong chòm sao Centaurus cách Trái đất khoảng 1 tỷ năm ánh sáng.

Để đạt được điều này, các nhà nghiên cứu đã dựa vào các quan sát trong thời gian dài về một lỗ đen bởi đài quan sát tia X-X-Newton của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA).

Và đây là cách thức hoạt động của quá trình đó: Khi vật chất trong không gian bị kéo vào lỗ đen, nó đạt tới tốc độ cao đến mức vật chất xoắn ốc nóng lên, đạt nhiệt độ hàng triệu độ (và thậm chí nóng hơn).

Vòng xoáy siêu nóng này tạo ra bức xạ, có thể được phát hiện bởi các kính viễn vọng không gian khi tia X va chạm và bật ra các hạt khí trong vùng lân cận của maelstrom.

Ảnh minh họa.

Hình ảnh về lỗ đen được cọng bố năm 2019, vòng tròn màu đen ở giữa chỉ là "chiếc bóng" của lỗ đen, Màu sắc trong hình là màu được các nhà khoa học của EHT lựa chọn để thể hiện độ phát sáng của các vật chất bao quanh. Nguồn: Wikipedia

Theo dõi các phản ứng đó, các nhà khoa học cho biết, tương tự như cách chúng ta có thể nghe thấy tiếng nói vang vọng trong buồng - và theo cách tương tự như tiếng vang âm thanh có thể cho chúng ta biết chúng ta về hình dạng và cấu trúc của không gian 3D, do đó, 'tiếng vang ánh sáng' cũng có thể tiết lộ về ra của các lỗ đen siêu lớn.

"Theo cách tương tự, chúng ta có thể xem "tiếng vang" của bức xạ tia X lan truyền trong vùng lân cận của lỗ đen để phác thảo hình dạng của một vùng và trạng thái của một khối vật chất trước khi nó biến mất vào điểm kỳ dị," nhà vật lý thiên văn William Alston từ Đại học Cambridge giải thích.

Kỹ thuật này, được gọi là ánh xạ dội lại của tia X, tuy không còn mới nhưng nó đang được phát triển thêm. Alston và nhóm của anh ta thu được các kết quả này sau hơn 23 ngày nhìn chằm chằm vào không gian của vùng IRAS 13224-3809, được chụp trong 16 quỹ đạo của tàu vũ trụ từ năm 2011 đến 2016.

VÀ MỘT KHÁM PHÁ ĐẦY BẤT NGỜ CÓ THỂ THAY ĐỔI NHIỀU ĐIỀU TRONG NGÀNH THIÊN VĂN HỌC

Khi làm như vậy, họ đã thấy một thứ mà họ không thể ngờ tới: corona của lỗ đen - một vùng các electron siêu nóng bay lơ lửng trên đĩa bồi của vật thể - bùng lên mạnh mẽ theo thời gian, với độ sáng thay đổi theo hệ số mũ 50 chỉ trong vài giờ .

"Khi kích thước của corona thay đổi, ánh sáng cũng vang lên"

"Bằng cách theo dõi tiếng vang ánh sáng, chúng tôi có thể theo dõi corona đang thay đổi này, và điều thú vị hơn nữa, nhận được nhiều thông hơn về khối lượng và hình dạng của lỗ đen.

Trong khi cái nhìn thoáng qua về lỗ đen siêu lớn của IRAS 13224-3809 có thể là chưa từng có tiền lệ về mặt chi tiết khi lập bản đồ hồ đen , sự ngoại lệ của thành tựu này có thể không tồn tại lâu.

Các nhà nghiên cứu hiện hy vọng sẽ sử dụng cùng một phương pháp để thăm dò và lập biểu đồ vật lý lỗ đen của nhiều thiên hà xa xôi khác. Đã có hàng trăm lỗ đen khổng lồ nằm trong tầm nhìn của XMM-Newton, và thậm chí sẽ xuất hiện nhiều hơn khi vệ tinh Athena của ESA được phóng lên (dự kiến vào năm 2031).

Chính xác là tất cả những lỗ đen chúng ta vẫn sẽ có thể quan sát, nhưng chắc chắn có vẻ như chúng ta đang trên bờ vực của một số khám phá đáng kinh ngạc ở đây.

"Công trình này chứng minh khá rõ ràng rằng tương lai của việc nghiên cứu các lỗ đen phụ thuộc rất nhiều vào việc xem xét chúng khác nhau như thế nào", nhà thiên văn học Matthew Middleton từ Đại học Southampton ở Anh nói.

"Đây sẽ là trọng tâm của một số nhiệm vụ mới được khởi động trong 10 năm tới, sẽ mở ra một thời đại mới để hiểu những vật thể kỳ lạ này."