Hình ảnh mới tiết lộ các biến cố gần một hố đen siêu lớn

Sau khi nghiên cứu các bức ảnh đầu tiên trong lịch sử về các hố đen, các nhà khoa học ngày đã công bố bức ảnh đầu tiên cho thấy các biến cố mạnh xung quanh một trong những "quái vật phàm ăn khổng lồ" của vũ trụ này, trong đó có điểm phóng một luồng khổng lồ các hạt năng lượng cao bắn vào không gian.

Hình ảnh mới này có được nhờ sử dụng 16 kính thiên văn tại các địa điểm khác nhau trên Trái Đất thực chất đã tạo ra một đĩa quan sát kích thước bằng một hành tinh. Hố đen siêu lớn nằm ở trung tâm một thiên hà tương đối gần đó có tên Messier 87, hay M87, cách Trái Đất khoảng 54 triệu năm ánh sáng. (1 năm ánh sáng là khoảng cách ánh sáng di chuyển trong 1 năm, tương đương 9,5 nghìn tỉ km). Hố đen này có khối lượng gấp 6,5 tỉ lần khối lượng Mặt Trời của chúng ta.

Khó quan sát do đặc tính, các hố đen là các thực thể vũ trụ có lực hấp dẫn mạnh đến mức không vật chất hoặc ánh sáng nào có thể thoát khỏi một khi rơi vào trường hấp dẫn của chúng.

Phần lớn các thiên hà được hình thành xung quanh các hố đen siêu lớn. Một số hố đen không chỉ "nuốt" bất kỳ vật chất nào xung quanh nó mà còn phóng ra những luồng hạt năng lượng cao sáng chói khổng lồ vào không gian - vượt ra bên ngoài chính thiên hà mà từ đó chúng hình thành.

Hình ảnh mới cho thấy chân đế của một luồng hạt như vậy kết nối như thế nào với vật chất xoáy quanh hố đen trong một cấu trúc giống hình chiếc nhẫn.

Lần đầu tiên toàn bộ hệ thống quanh một hố đen này được chụp hình. Bức ảnh cho thấy chân đế của luồng plasma nóng, một vòng mờ ánh sáng từ plasma nóng rơi vào hố đen và một vùng tối trung tâm. Plasma - trạng thái vật chất thứ 4 sau trạng thái rắn, lỏng và khí - là vật chất nóng đến mức một số hoặc toàn bộ nguyên tử của nó phân chia thành các hạt hạ nguyên tử năng lượng cao.

Nhà vật lý thiên văn Ru-Sen Lu thuộc Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc tại Thượng Hải, tác giả chính của nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature cho biết: "Hình ảnh này lần đầu tiên cho thấy rõ kết nối giữa dòng bồi tụ (vật chất bị hút vào trong) gần hố đen siêu lớn ở trung tâm và khởi nguyên của luồng hạt plasma".

Theo nhà vật lý thiên văn và đồng tác giả nghiên cứu Thomas Krichbaun thuộc Viện Thiên văn vô tuyến Max Planck ở Đức, việc nhìn thấy toàn bộ cảnh tượng ở vùng lân cận một hố đen siêu lớn giúp hiểu rõ hơn vật lý phức tạp xung quanh các hố đen, cách thức các luồng hạt plasma được phóng ra và tăng tốc cũng như cách thức vật chất bị hút vào hố đen và dòng vật chất phun ra liên quan như thế nào.

Nhà vật lý thiên văn Kazunori Akiyama thuộc Đài quan sát thiên văn Haystack của Viện Công nghệ Masachusetts nhấn mạnh: "Đó là điều các nhà thiên văn học và vật lý thiên văn muốn thấy trong hơn một nửa thế kỉ nay. Đây là bình minh của một kỉ nguyên mới kì diệu".

Các nhà khoa học Lu, Krichbaum và Akiyama là thành viên của dự án Kính thiên văn Chân trời sự kiện (EHT) - một dự án hợp tác quốc tế bắt đầu năm 2012 với mục đích trực tiếp quan sát môi trường gần hố đen.

Chân trời sự kiện của hố đen là điểm mà bên ngoài đó, bất cứ thứ gì - các ngôi sao, các hành tinh, khí, bụi và tất cả các hình thái bức xạ điện từ - đều bị nuốt chửng.