Mục sở thị trái tim đang đập ở Dải Ngân hà

Hình ảnh hố đen Sagittarius A* ở tâm Dải Ngân hà là quan sát trực tiếp đầu tiên về hố đen được ví như trái tim đang đập của Dải Ngân hà.

Các hố đen không phát ra ánh sáng, nhưng hình ảnh cho thấy bóng của hố đen được một vòng sáng bao quanh, ánh sáng bị bẻ cong bởi lực hấp dẫn của hố đen. Các nhà thiên văn học cho biết, hố đen ở tâm Dải Ngân hà vừa chụp ảnh được lớn gấp 4 triệu lần Mặt trời. 

Michael Johnson, nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian, chia sẻ, trong nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn học đã tự hỏi điều gì nằm ở trung tâm của thiên hà chứa Trái đất, kéo các ngôi sao vào quỹ đạo chặt nhờ lực hấp dẫn khổng lồ của mình. 

"Với hình ảnh (Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện hoặc EHT), chúng tôi đã phóng to lên gần hơn một nghìn lần so với những quỹ đạo mà trọng lực phát triển mạnh hơn một triệu lần. Ở khoảng cách gần này, hố đen tăng tốc vật chất gần bằng tốc độ ánh sáng và bẻ cong đường đi của các photon trong (không gian-thời gian) bị bẻ cong" - ông nói. 

Hố đen cách Trái đất khoảng 27.000 năm ánh sáng. Hệ Mặt trời nằm ở một trong những nhánh xoắn ốc Dải Ngân hà, do đó Trái đất ở rất xa trung tâm thiên hà này. CNN cho hay, nếu có thể quan sát được hố đen ở tâm Dải Ngân hà trên bầu trời đêm, hố đen sẽ có kích thước tương đương với một chiếc bánh vòng ở trên Mặt trăng. 

Nhà khoa học Geoffrey Bower thuộc dự án EHT từ Viện Thiên văn và Vật lý thiên văn, Academia Sinica, Đài Bắc, cho hay, nhóm nghiên cứu bất ngờ khi thấy kích thước của hố đen phù hợp với những dự đoán từ Thuyết tương đối rộng của Einstein.

"Những quan sát chưa từng có này tăng cường đáng kể hiểu biết của nhân loại về những gì xảy ra tại chính (trung tâm) thiên hà của chúng ta và cung cấp những hiểu biết mới về cách các lỗ đen khổng lồ tương tác với môi trường xung quanh" - ông nói. 

Việc lần đầu tiên chụp ảnh hố đen siêu lớn ở trung tâm Dải Ngân hà được xem là một đột phá và công bố trên số đặc biệt của tạp chí The Astrophysical Journal Letters ngày 12.5.

Tìm kiếm hố đen

Các nhà thiên văn đã mất 5 năm để chụp và xác nhận hình ảnh hố đen ở tâm Dải Ngân hà. Trước đây, các nhà khoa học quan sát những ngôi sao quay xung quanh một số vật thể khổng lồ, vô hình tại trung tâm thiên hà.

Giải Nobel Vật lý năm 2020 được trao cho các nhà khoa học Roger Penrose, Reinhard Genzel và Andrea Ghez cho khám phá về hố đen, bao gồm bằng chứng do nhà khoa học Ghez và Genzel chia sẻ về khối lượng của vật thể ở trung tâm Dải Ngân hà.

"Hiện chúng ta thấy rằng hố đen nuốt ánh sáng và khí xung quanh, kéo chúng vào một cái hố không đây. Hình ảnh này xác nhận hàng thập kỷ nghiên cứu lý thuyết để hiểu cách các hố đen ăn" - Ramesh Narayan, nhà vật lý thiên văn lý thuyết tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian, nêu trong thông cáo.  

Ảnh chụp đầu tiên của hố đen siêu lớn ở tâm Dải Ngân hà được hơn 300 nhà nghiên cứu từ 80 tổ chức làm việc với mạng lưới 8 kính thiên văn vô tuyến khác nhau trên toàn cầu hình thành nên Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện. Kính viễn vọng được đặt tên theo "chân trời sự kiện" - điểm mà không có ánh sáng nào có thể thoát ra khỏi hố đen.

Mạng lưới kính thiên văn toàn cầu này về cơ bản tạo thành một kính thiên văn ảo "kích thước bằng Trái đất" khi tất cả 8 kính được liên kết và quan sát cùng lúc.

Ảnh đầu tiên chụp hố đen ở tâm Dải Ngân hà vừa công bố là hình ảnh thứ hai từng được chụp về một hố đen. Hình ảnh đầu tiên của EHT chụp hố đen M87* ở trung tâm của thiên hà Messier 87 cách Trái đất 55 triệu năm ánh sáng vào năm 2019.

Dù 2 hình ảnh trông giống nhau nhưng Sagittarius A* nhỏ hơn M87* hơn 1.000 lần. “Chúng ta có 2 loại thiên hà hoàn toàn khác nhau và 2 khối lượng hố đen rất khác nhau, nhưng ở gần rìa của những hố đen này, chúng trông giống nhau một cách đáng kinh ngạc" - Sera Markoff, đồng lãnh đạo Hội đồng Khoa học EHT và là giáo sư vật lý thiên văn lý thuyết tại Đại học Amsterdam, chia sẻ. 

"Điều này cho chúng ta biết rằng (Thuyết tương đối rộng của Einstein) chi phối những vật thể này ở gần và bất kỳ sự khác biệt nào mà chúng ta thấy ở xa hơn là do sự khác biệt về vật chất quanh các hố đen" - ông nói thêm.