Các nhà thiên văn học tối 12/5 công bố ảnh chụp đầu tiên về hố đen siêu khối lượng Sagittarius A* ở trung tâm thiên hà của chúng ta.
Ảnh chụp đầu tiên về hố đen Sagittarius A* ở trung tâm dải Ngân Hà. (Ảnh: Dự án EHT)
Sử dụng Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện (EHT), các nhà thiên văn học đã chụp ảnh thành công hố đen siêu khối lượng Sagittarius A* ở trung tâm dải Ngân Hà, cách Trái đất hơn 27.000 năm ánh sáng. Sự tồn tại của vật thể bí ẩn ước tính nặng gấp 4 triệu lần Mặt Trời này đã được suy đoán từ lâu nhưng nó chưa bao giờ được nhìn thấy cho đến nay. Kết quả nghiên cứu xuất bản trên số đặc biệt của tạp chí Astrophysical Journal Letters hôm 12/5 là bằng chứng xác nhận trực tiếp đầu tiên.
"Quan sát chưa từng có này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về những gì xảy ra ở trung tâm dải Ngân Hà và cung cấp những hiểu biết mới về cách các hố đen khổng lồ tương tác với môi trường xung quanh", nhà khoa học Geoffrey Bower tại Viện hàn lâm Sinica của Đài Loan, một thành viên của dự án EHT, nhấn mạnh.
Hố đen là vùng không gian tương đối nhỏ nhưng dày đặc, nơi lực hấp dẫn có cường độ lớn đến mức không thứ gì có thể thoát ra ngoài, kể cả ánh sáng. Do đó, hình ảnh mới về Sagittarius A* không phải bản thân hố đen, mà là khí phát sáng bao quanh nó.
Sự tồn tại của Sagittarius A* được giả định từ năm 1974 với việc phát hiện ra một nguồn vô tuyến bất thường ở trung tâm dải Ngân Hà. Vào những năm 1990, các nhà thiên văn học đã lập được bản đồ quỹ đạo của những ngôi sao sáng nhất gần trung tâm của nó.
Đến năm 2019, giả định này càng trở nên chắc chắn khi nhóm nghiên cứu từ dự án EHT tuyên bố lần đầu tiên chụp ảnh thành công hố đen siêu khối lượng ở trung tâm một thiên hà khác, đó là thiên hà Messier 87 cách Trái đất 55 triệu năm ánh sáng. Công trình đột phá này sau đó đã được trao giải Nobel Vật Lý vào năm 2020.
EHT chụp ảnh hố đen ở trung tâm thiên hà Messier 87 vào năm 2019. (Ảnh: Dự án EHT)
Sagittarius A* có những điểm tương đồng nổi bật với hố đen ở trung tâm thiên hà Messier 87, được gọi M87*. Cả hai đều hoạt động như dự đoán trong Thuyết tương đối rộng năm 1915 của Einstein. "Ở gần rìa của những hố đen này, chúng trông giống nhau đến kinh ngạc", Sera Markoff, đồng chủ tịch Hội đồng Khoa học EHT và là Giáo sư tại Đại học Amsterdam, cho hay.
Mặc dù Sagittarius A* chỉ cách Trái đất 27.000 năm ánh sáng, gần hơn rất nhiều so với M87*, việc chụp ảnh nó lại mang đến thách thức lớn hơn.
Khí trong vùng lân cận của cả hai hố đen di chuyển với tốc độ như nhau, gần bằng tốc độ ánh sáng, nhưng trong khi phải mất nhiều ngày đến nhiều tuần để quay quanh M87* có kích thước lớn hơn, nó chỉ mất vài phút để hoàn thành một vòng quay quanh Sagittarius A*. Nhóm nghiên cứu đã phải phát triển các công cụ mới phức tạp hơn để tính toán các mục tiêu di động này.
"Sagittarius A* nhỏ hơn gần 2.000 lần so với M87* và điều đó có nghĩa là ánh sáng quay xung quanh nó trong thời gian ít hơn 2.000 lần. Đó là khoảng 15 phút. Vì vậy, cứ sau 15 phút, nó bắt đầu thể hiện một bộ mặt mới", Avery Broderick, Phó giáo sư tại Đại học Waterloo, một thành viên của nhóm EHT, giải thích.
Các nhà khoa học đang háo hức so sánh hai hố đen để kiểm tra các lý thuyết về cách khí hoạt động xung quanh chúng - một hiện tượng chưa được hiểu rõ có thể đóng vai trò nào đó trong việc hình thành các ngôi sao và thiên hà mới.
Việc khảo sát các hố đen - đặc biệt là tại điểm kỳ dị của chúng, nơi các phương trình của Einstein bị phá vỡ - có thể giúp các nhà vật lý hiểu sâu hơn về lực hấp dẫn và phát triển một lý thuyết tiên tiến hơn.