Bức ảnh đầu tiên chụp hố đen trong vũ trụ

 

Hình ảnh đầu tiên của hố đen được các nhà thiên văn học ghi lại, làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về một trong những vật thể bí ẩn nhất vũ trụ. Tại buổi họp báo diễn ra vào lúc 20h tối nay theo giờ Hà Nội, nhóm nhà khoa học quốc tế thuộc chương trình Kính viễn vọng Chân trời sự kiện (EHT) công bố bức ảnh chụp vầng sáng tạo thành từ bụi và khí bao quanh siêu hố đen ở trung tâm của thiên hà Messier 87 cách Trái Đất 55 triệu năm ánh sáng.

 

Hố đen, "cánh cửa sập" mà không vật chất nào có thể thoát ra, ngay cả ánh sáng, là vật thể không nhìn thấy được. Nhưng những quan sát mới nhất cho phép các nhà thiên văn học ghi hình chân trời sự kiện của hố đen lần đầu tiên. Bức ảnh mang tính đột phá được chụp bởi mạng lưới 8 kính viễn vọng vô tuyến nằm ở nhiều địa điểm trên khắp thế giới, từ Nam Cực tới Tây Ban Nha và Chile, trong dự án quy tụ hơn 200 nhà khoa học.  

 

"Hố đen là vật thể bí ẩn nhất trong vũ trụ. Chúng tôi đã thấy những gì chúng tôi từng cho là không thể quan sát. Chúng tôi đã chụp được bức ảnh của một hố đen", Sheperd Doeleman, giám đốc dự án EHT, nghiên cứu viên ở Đại học Harvard, chia sẻ. Bức ảnh giúp chúng ta nhìn trực tiếp đĩa bồi tụ, vòng bụi và khí mờ hình tròn liên tục cung cấp vật chất "nuôi" hố đen bên trong.

 

EHT phát hiện bức xạ phát ra bởi các hạt bên trong đĩa bồi tụ. Chúng bị nung nóng tới hàng tỷ độ C khi xoay tròn xung quanh hố đen ở tốc độ gần bằng vận tốc ánh sáng, trước khi bị "hố đen" nuốt chửng. Hình dạng giống như lưỡi liềm của vầng sáng  trong ảnh là do các hạt nằm ở phía hướng về Trái Đất, có tốc độ tương đối cao hơn và có vẻ sáng hơn. Bóng tối bên trong đánh dấu mép của chân trời sự kiện, điểm không thể quay lại, nơi không vật chất nào hay ánh sáng có thể di chuyển đủ nhanh để thoát khỏi lực hấp dẫn khổng lồ của hố đen.

 

 

Nhà vật lý Albert Einstein lần đầu tiên dự đoán về hố đen trong thuyết tương đối dù bản thân ông vẫn hoài nghi liệu chúng có thực sự tồn tại hay không. Từ sau đó, các nhà thiên văn học đã thu thập nhiều bằng chứng chỉ ra hố đen có thật, bao gồm phát hiện gần đây về sóng hấp dẫn, những gợn sóng trong trường không - thời gian khi hai hố đen va chạm với nhau.

 

Tuy nhiên, hố đen quá nhỏ, tối và xa đến mức để quan sát trực tiếp chúng, cần loại kính viễn vọng với độ phân giải đủ để nhìn được một chiếc nhẫn trên Mặt Trăng. Giới nghiên cứu từng cho rằng đây là thách thức không thể vượt qua.

 

EHT kết hợp dữ liệu từ 8 kính viễn vọng vô tuyến hàng đầu thế giới, bao gồm Atacama Large Millimetre Array (Alma) ở Chile và kính thiên văn Nam Cực, tạo ra một kính viễn vọng ảo có kích thước bằng Trái Đất.

 

Khi bắt đầu tiến hành quan sát vào năm 2017, EHT tập trung vào hai mục tiêu chính. Đầu tiên là Sagittarius A*, hố đen ở trung tâm dải Ngân hà, có khối lượng lớn gấp khoảng 4 triệu lần Mặt Trời. Mục tiêu thứ hai là hố đen siêu khối lượng ở thiên hà M87 với khối lượng tương đương 6,5 tỷ Mặt Trời.

 

Thành công của dự án có được nhờ thời tiết đẹp cùng lúc ở nhiều châu lục, cũng như sự phối hợp giữa 8 nhóm đài thiên văn ở các địa điểm cách xa nhau. Quá trình quan sát tại các địa điểm khác nhau được điều phối và đồng bộ nhờ đồng hồ nguyên tử có độ chính xác tới mức chỉ chạy sai một giây sau mỗi 100 triệu năm.

 

Các nhà nghiên cứu cũng thu thập được lượng dữ liệu lớn chưa từng có. Trong một đêm, EHT cung cấp nhiều dữ liệu ngang với Máy gia tốc Lớn tạo ra trong một năm.

 

Ở chân trời sự kiện, ánh sáng bị bẻ cong thành một vòng tròn hoàn hảo xung quanh hố đen, có nghĩa nếu đứng ở đó, bạn có thể trông thấy gáy của mình. Quan sát của EHT giúp xác nhận dự đoán của Einstein trong thuyết tương đối tổng quát, chứng minh vầng sáng quanh hố đen có hình dạng tròn. Các nhà khoa học cũng hy vọng có thể hiểu rõ hơn về nguồn gốc của luồng bức xạ bắn ra từ cực của hố đen ở tốc độ gần bằng vận tốc ánh sáng.

 

Tuy nhiên, kết quả quan sát không tiết lộ cấu trúc bên trong hố đen. "Hố đen không phải là chân trời sự kiện. Nó là thứ nằm bên trong. Nó có thể ở bên trong chân trời sự kiện, là vật thể kỳ lạ lơ lửng ngay dưới bề mặt hoặc điểm kỳ dị ở trung tâm hay một vòng tròn. Các quan sát chưa đưa ra lời giải thích về những gì diễn ra bên trong", Ziri Younsi, nhà nghiên cứu ở Đại học College London, thành viên dự án EHT, nói.

 

"Với tôi, câu hỏi lớn là liệu chúng ta có thể vượt qua giới hạn đó hay không. Câu trả lời có thể là không. Nghe thật đáng buồn nhưng chúng ta buộc phải chấp nhận", Heino Falcke, chủ tịch hội đồng khoa học EHT, chia sẻ.