Lần đầu tiên hai lỗ đen cùng "nhảy múa" trong vũ trụ

[Nguyễn Hoàng]

Bạn có bao giờ tưởng tượng, giữa không gian sâu thẳm kia, có hai lỗ đen khổng lồ đang quay quanh nhau như một điệu vũ kéo dài hàng triệu năm? Giờ thì điều đó không còn là tưởng tượng nữa, mà là thực tế các nhà khoa học vừa quan sát được.

Khi vũ trụ hé lộ một “điệu đôi” của bóng tối​

Từ sau khi con người chụp được hình ảnh đầu tiên của lỗ đen M87 vào năm 2019, rồi đến Sagittarius A* ở trung tâm Ngân Hà năm 2022, các nhà thiên văn học tiếp tục chinh phục một cột mốc khác: lần đầu tiên nhìn thấy hai lỗ đen quay quanh nhau trong quasar OJ287, nằm cách Trái Đất khoảng 4 tỷ năm ánh sáng, thuộc chòm sao Cự Giải.

OJ287 không phải phát hiện mới. Từ thế kỷ 19, các nhà thiên văn đã biết đến nó, nhưng phải đến năm 1982, một giả thuyết táo bạo được đưa ra: có thể bên trong đó tồn tại hai lỗ đen khổng lồ di chuyển đồng quỹ đạo. Lý do là ánh sáng từ OJ287 cứ biến đổi đều đặn theo chu kỳ 12 năm – giống như một chiếc đồng hồ vũ trụ nhịp nhàng.

Sau nhiều thập kỷ quan sát, giả thuyết này cuối cùng đã được chứng minh. Dẫn đầu bởi giáo sư Mauri Valtonen (Đại học Turku, Phần Lan), nhóm nghiên cứu quốc tế đã dùng hệ thống kính viễn vọng vô tuyến cực mạnh, trong đó có vệ tinh RadioAstron, để chụp lại hình ảnh cặp lỗ đen này. Dữ liệu cho thấy đúng như dự đoán, hai vật thể khổng lồ đang quay quanh nhau theo quỹ đạo dài 12 năm.

Lỗ đen chính của hệ thống nặng gấp 18 tỷ lần Mặt Trời, còn lỗ đen phụ khoảng 150 triệu lần. Mỗi khi lỗ đen nhỏ lao xuyên qua đĩa vật chất sáng bao quanh lỗ đen lớn, nó tạo nên những chùm sáng rực rỡ – chính là những “nhịp đập” khiến độ sáng của OJ287 biến thiên có quy luật.

Một khúc quanh của vật lý và hình ảnh hiếm có​

Để “nhìn thấy” được hai lỗ đen, nhóm nghiên cứu không thể dùng ánh sáng thông thường, mà phải dựa vào các tia hạt mà chúng phát ra. Dù bản thân lỗ đen hoàn toàn đen, chúng để lại dấu vết qua các dòng vật chất bị hút, xoáy, rồi phóng ra ngoài ở tốc độ gần ánh sáng.

Điều thú vị hơn cả là các nhà khoa học còn phát hiện ra một loại tia mới, có hình dạng xoắn ốc phát ra từ lỗ đen phụ. Nó không đứng yên mà uốn lượn, đổi hướng tùy theo cách lỗ đen này chuyển động quanh lỗ đen lớn. Trong những năm tới, khi các công cụ quan sát chính xác hơn, tia này có thể trở thành “chứng cứ sống động” cho cách hai lỗ đen ảnh hưởng lẫn nhau về mặt hấp dẫn.

Kết quả lần này không chỉ xác nhận giả thuyết kéo dài suốt 40 năm, mà còn mở ra cơ hội để con người hiểu rõ hơn về quá trình hợp nhất lỗ đen – một hiện tượng có thể tạo ra sóng hấp dẫn mạnh mẽ lan khắp vũ trụ.

Nếu có một ngày, chúng ta quan sát được hai lỗ đen như thế ngay trong Ngân Hà, liệu nhân loại có đủ công nghệ để “nghe” điệu nhảy của chúng? Hay vẫn chỉ đứng nhìn trong sự kinh ngạc trước một vũ điệu của bóng tối?

Theo universetoday