Bí mật lỗ đen 36 tỷ Mặt Trời khiến vũ trụ chao đảo

[Nguyễn Hoàng]

Bạn đã bao giờ hình dung ra một lỗ đen có thể “nuốt chửng” 36 tỷ Mặt Trời chưa?

Người khổng lồ ngủ yên trong vũ trụ​

Trong một thiên hà xa xôi có tên Cosmic Horseshoe, các nhà thiên văn học vừa xác định được một lỗ đen siêu lớn mà khối lượng của nó gấp khoảng 36 tỷ lần Mặt Trời. Con số này khiến nó trở thành một trong những lỗ đen nặng nhất từng được biết đến, lớn gấp 10.000 lần so với hố đen ở trung tâm Dải Ngân Hà.

Sức hút khổng lồ của nó mạnh đến mức bẻ cong ánh sáng từ một thiên hà ở xa hơn, tạo thành vành đai Einstein gần như hoàn hảo. Đây chính là hiệu ứng thấu kính hấp dẫn, và Cosmic Horseshoe là một trong những ví dụ ấn tượng nhất.

Thấu kính hấp dẫn hình móng ngựa vũ trụ. Hố đen siêu khối lượng mới được phát hiện nằm ở trung tâm thiên hà màu cam. Xa phía sau nó là một thiên hà màu xanh đang bị biến dạng thành vành đai hình móng ngựa do sự biến dạng không thời gian do khối lượng khổng lồ của thiên hà màu cam ở phía trước tạo ra. Nguồn: NASA/ESA​

Điều đặc biệt là lỗ đen này “ngủ yên”, tức không hút vật chất một cách dữ dội nên không phát sáng rực rỡ như các quasar. Nó chỉ lặng lẽ để lại dấu vết qua lực hấp dẫn khủng khiếp khiến các ngôi sao xung quanh di chuyển với tốc độ gần 400 km/giây.

Phương pháp đo chưa từng có​

Để xác định khối lượng, nhóm nghiên cứu đã kết hợp hai kỹ thuật: thấu kính hấp dẫn và động học sao. Thấu kính hấp dẫn cho phép “nhìn” rõ hơn vào một thiên hà cách Trái Đất tới 5 tỷ năm ánh sáng, còn động học sao giúp đo chuyển động của các ngôi sao quanh vùng lõi. Khi ghép hai kết quả này, họ có được con số chính xác hơn nhiều so với các phương pháp thông thường.

Phát hiện này không chỉ là một kỷ lục, mà còn mở ra cơ hội tìm ra nhiều lỗ đen khổng lồ khác, ngay cả khi chúng ẩn mình và không phát sáng.

Bức tranh về sự tiến hóa của thiên hà​

Lỗ đen Cosmic Horseshoe nằm trong một nhóm thiên hà “hóa thạch”, dạng cấu trúc đã hợp nhất hoàn toàn thành một thiên hà khổng lồ duy nhất. Điều này cho thấy đây là giai đoạn cuối của cả quá trình hình thành thiên hà lẫn sự phát triển của lỗ đen.

Một hình ảnh khác về Vũ trụ Móng Ngựa, nhưng được làm nổi bật với cặp ảnh của một nguồn nền thứ hai. Hình ảnh trung tâm mờ nhạt hình thành gần hố đen, chính là yếu tố tạo nên khám phá mới này. Nguồn: NASA/ESA/Tian Li (Đại học Portsmouth), (CC BY 4.0)​

Các nhà khoa học tin rằng mối quan hệ giữa kích thước thiên hà và lỗ đen trung tâm là rất chặt chẽ. Khi thiên hà lớn lên, vật chất đổ về hố đen, tạo ra năng lượng khổng lồ có thể ngăn cản sự hình thành các ngôi sao mới. Việc nghiên cứu những “người khổng lồ ngủ yên” như Cosmic Horseshoe sẽ giúp giải mã cách vũ trụ tự điều chỉnh tốc độ hình thành sao.

Nếu một ngày Dải Ngân Hà và Andromeda hợp nhất, liệu hố đen ở trung tâm của chúng ta có trở thành một quasar rực sáng như trong quá khứ? Câu hỏi này vẫn bỏ ngỏ, nhưng Cosmic Horseshoe đã cho thấy vũ trụ còn ẩn chứa nhiều bí mật đáng kinh ngạc. (scitechdaily)