Bức ảnh lỗ đen vũ trụ thứ hai của nhân loại, chụp được Sagittarius A*, một thiên thể khổng lồ nằm ở trung tâm Dải Ngân hà

Nhìn vào bức ảnh, vẫn cảm thấy xúc động như lần đầu tiên.

Nhóm các nhà khoa học từ Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian đã cung cấp bức ảnh lỗ đen vũ trụ lần thứ hai cho nhân loại. Đặc biệt hơn lần trước, bức ảnh mới mô tả lỗ đen khổng lồ ở trung tâm Dải Ngân hà.

Bức ảnh mới được chụp bởi Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện (Event Horizon Telescope - EHT), đây cũng là thiết bị đã hoàn thiện bức ảnh lỗ đen đầu tiên của nhân loại vào năm 2019. Nhóm nghiên cứu đồng thời quan sát cả hai thiên thể khổng lồ, nhưng tính phức tạp của nghiên cứu khiến họ phải thực hiện hai dự án riêng biệt.

'Đây là lỗ đen siêu khổng lồ của chúng ta. Đây là trung tâm của vùng chúng ta sinh sống', Peter Galison, giám đốc dự án nghiên cứu lỗ đen tại Harvard và thành viên nhóm điều khiển EHT cho biết.

Thiên thể trong bức ảnh là Sagittarius A, và nó cũng có ngoại hình tương tự như lỗ đen của thiên hà Messier 87 được chụp trước đó. Cả hai bức ảnh đều cho thấy một vùng sáng nóng đỏ, là chất liệu bị cuốn vào một lỗ đen có khả năng hút cả ánh sáng, thông qua tác động của lực hấp dẫn vô cùng mạnh.

Bức ảnh mới xác nhận sự tồn tại của lỗ đen khổng lồ tại trung tâm Dải Ngân hà, cách chúng ta 27.000 năm ánh sáng. Điều này củng cố các giả thuyết về việc các thiên thể khổng lồ này tồn tại ở trung tâm các thiên hà và giúp chúng ta hiểu được cách các thiên hà hình thành.

“Một lần nhìn thấy cái vòng sáng xung quanh màn đen là đã rất tuyệt vời, nhưng khi nhìn thấy lần thứ hai, chúng tôi bắt đầu tin chắc hơn về việc trung tâm của thiên hà chứa những lỗ đen khổng lồ, có khối lượng hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ lần Mặt Trời”, ông Galison cho biết.

Các nhà nghiên cứu đã chụp được bức ảnh bằng Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện (Event Horizon Telescope - EHT), một mạng lưới các thiết bị vô tuyến trên toàn cầu, biến Trái Đất thành một công cụ quan sát đặc biệt. Vào tháng 4 năm 2017, thông qua tám đài quan sát trên sáu ngọn núi của năm lục địa, các nhà thiên văn học đã liên tục quan sát hai lỗ đen trong suốt 10 ngày; một nằm ở trung tâm thiên hà elip Messier 87 (M87), và một là Sagittarius A (Sgr A*) ở giữa Dải Ngân hà.

Từ dữ liệu khổng lồ này, thuật toán của siêu máy tính đã phân tích và tạo ra hình ảnh của lỗ đen trong thiên hà M87. Sau khi có được bức ảnh đầu tiên của lỗ đen vũ trụ vào năm 2019, các nhà khoa học đã có thể tập trung nghiên cứu về Sgr A*.

“So với M87 là một trong những lỗ đen lớn nhất mà chúng ta biết đến, lại phóng ra một luồng vật chất xuyên qua toàn bộ thiên hà của nó, Sgr A* lại cho chúng ta một cái nhìn vào một lỗ đen cơ bản, yên tĩnh và im lặng”, nhà vật lý thiên văn Michael Johnson thuộc nhóm điều hành Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện nhận xét.

Thông qua việc so sánh hai hình ảnh, nhóm nghiên cứu có thể hiểu được cơ chế hoạt động của lỗ đen, tìm hiểu cách chúng tương tác với không gian xung quanh và xác định vai trò của lỗ đen siêu khổng lồ trong việc hình thành và duy trì một thiên hà.

Để so sánh sự khác biệt giữa hai lỗ đen, nhà khoa học Sara Issaoun từ NASA ví lỗ đen của M87 như một người trưởng thành ngồi yên một chỗ chờ chụp ảnh, trong khi Sgr A* lại như một cậu bé đang chạy vòng quanh, làm cho ảnh cuối cùng có nhiều phần mờ mịt. Hơn nữa, EHT phải vượt qua những bụi và khí trong không gian gây sự phân tán ánh sáng.

Đối mặt với nhiều thử thách, nhóm điều hành EHT quyết định nghiên cứu từng lỗ đen một cách kỷ luật. Họ dùng các phương pháp tính toán để tạo ra hàng ngàn ảnh, rồi ghép lại thành ảnh cuối cùng. Họ đã làm việc này đối với cả hai lỗ đen và bức ảnh mới nhất là kết quả của nỗ lực không ngừng nghỉ.

Con đường nghiên cứu còn rất dài. Nhóm các nhà khoa học đang lên kế hoạch cho ngEHT, một Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện Thế hệ Mới: đây sẽ là một hệ thống có thể quay phim về lỗ đen. Thay vì một kính viễn vọng, con người sẽ sở hữu một máy quay có khả năng quay phim toàn cầu. Khi đó, những đặc điểm bí ẩn của lỗ đen sẽ được tiết lộ trên màn ảnh có độ phân giải cao.

Theo Harvard Edu, WSJ