Xuất hiện lỗ đen đầu tiên có thể quan sát bằng mắt thường

Một nhóm nghiên cứu quốc tế thông báo rằng các vụ bùng nổ của lỗ đen có thể được quan sát ở bước sóng biểu kiến - tức là nằm trong vùng quang phổ của ánh sáng nhìn thấy được - và ánh sáng không ổn định phát ra từ khí quanh lỗ đen là dấu hiệu trực tiếp về điều này. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature, cho thấy không chỉ tia X mà cả các tia biểu kiến là dữ liệu quan sát đáng tin cậy về hoạt động của lỗ đen.

"Bây giờ chúng tôi đã biết rằng chúng tôi có thể thực hiện các quan sát dựa trên ánh sáng biểu kiến, và các lỗ đen có thể được quan sát mà không cần tới các kính thiên văn tia X và gamma cao cấp" - trưởng nhóm tác giả của nghiên cứu, Mariko Kimura, học viên cao học đại học Kyoto (Nhật Bản) giải thích.

Cứ khoảng vài thập kỉ, một số lỗ đen kép (lỗ đen và một sao chuyển động quanh nhau) nào đó lại trải qua những vụ bùng nổ mà qua đó một năng lượng khổng lồ (gồm có tia X) được phóng ra từ các vật chất rơi vào lỗ đen. Các lỗ đen thường được bao quanh bởi một đĩa bồi tụ mà ở đó khí từ sao đồng hành bị cuốn từ từ vào lỗ đen theo đường xoáy. Hoạt động của các lỗ đen thường được quan sát qua tia X phát ra từ vùng trong của đĩa bồi tụ khi nhiệt độ đạt tới 10 triệu độ K hay hơn nữa.

V404 Cygni, một trong những lỗ đen kép được cho là gần Trái Đất nhất đã "thức giấc" sau giấc ngủ kéo dài 26 năm vào ngày 15/6/2015 khi nó trải qua một vụ bùng nổ như vậy. Đứng đầu bởi các nhà thiên văn học ở đại học Kyoto, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc thu thập lượng dữ liệu chưa từng có từ V404 Cygni và phát hiện những tín hiệu lặp đi lặp lại theo chu kì vài phút tới vài giờ. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ánh sáng biểu kiến trong mối tương quan với các dòng tia X.

Dựa trên phân tích dữ liệu quan sát được ở bước sóng biểu kiến và X, các nhà thiên văn học Kyoto cùng các cộng tác viên ở cơ quan không gian Nhật Bản (JAXA), phòng thí nghiệm quốc gia RIKEN và đại học Hiroshima đã cho thấy ánh sáng này bắt nguồn từ tia X phát ra ở vùng sâu nhất của đĩa bồi tụ quanh lỗ đen. Tia X từ vùng trong của đĩa bồi tụ chiếu xạ và làm nóng vùng ngoài của đĩa khiến nó phát ra các tia sáng biểu kiến, có thể được quan sát trực tiếp bằng mắt thường. Các nhà nghiên cứu khẳng định rằng chỉ cần một chiếc kính thiên văn đường kính 20cm là bạn đã có thể thấy được ánh sáng từ một lỗ đen như vậy.

Các nhà nghiên cứu cho biết, việc quan sát vụ bùng nổ là kết quả tuyệt vời của hợp tác quốc tế giữa nhiều quốc gia ở nhiều khu vực múi giờ khác nhau.

"Các sao chỉ có thể được quan sát trong đêm tối, và mỗi đêm chỉ kéo dài ít giờ, nhưng với việc quan sát từ những địa điểm khác nhau khắp thế giới chúng tôi có thể có được dữ liệu toàn diện hơn", đồng tác giả Daisuke Nogami nói, "Chúng tôi rất vui mừng vì mạng lưới quan sát quốc tế có thể cùng làm việc để ghi nhận sự kiện hiếm hoi này".

Nghiên cứu cũng cho thấy những biến thiên lặp xảy ra ở tốc độ bồi tụ khối lượng nhỏ hơn một phần mười so với dự đoán trước đây. Điều này chỉ ra rằng khối lượng bồi tụ không phải tác nhân chính gây ra hoạt động lặp của các lỗ đen, mà là độ dài của chu kì quĩ đạo.

Tham khảo Space, Hội thiên văn học trẻ Việt Nam VACA