Trung tâm của thiên hà là gì năm 2024

Trong thập kỷ qua,nhóm gồm hơn 300 nhà thiên văn học từ nhiều quốc gia cùng tạo ra Kính thiên văn Chân trời Sự kiện (EHT). Dự án EHT gồm một mạng lưới đài quan sát vô tuyến nằm rải rác trên toàn thế giới. Ngày 12/5, kết quả nghiên cứu mới nhất về hố đen thu được từ Kính thiên văn EHT được công bố trong 6 cuộc họp báo đồng thời ở Washington và nhiều nơi khác trên thế giới.

Cụ thể, các nhà khoa học đã thu được hình ảnh đầu tiên về hố đen siêu lớn ở trung tâm Milky Way.

Trung tâm của thiên hà là gì năm 2024

Các nhà khoa học đã thu được hình ảnh đầu tiên về hố đen siêu lớn ở trung tâm Milky Way.

"Ngày hôm nay, EHT vui mừng được chia sẻ hình ảnh đầu tiên của hố đen khổng lồ ở trung tâm thiên hà của chúng ta", ông Feryal Özel, nhà vật lý thiên văn tại đại học Arizona, tuyên bố.

Hình ảnh thu được cho thấy hố đen được bao quanh bởi một vòng ánh sáng với ba điểm sáng nổi bật.

Nhìn từ Trái đất, hố đen này nằm gần chòm sao Nhân mã, khối lượng gấp 4 triệu lần mặt trời, lực hấp dẫn của nó mạnh đến mức có thể bẻ cong không gian và thời gian. Dù vậy, hố đen ở trung tâm Milky Way chỉ có kích thước bằng 1/1000 so với hố đen của thiên hà Messier 87.

Nhóm nghiên cứu thực hiện dự án do ông Sheperd Doeleman, nhà thiên văn học tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard-Smithsonian, dẫn đầu.

Vào tháng 4/2019, nhóm này từng làm cả thế giới kinh ngạc khi đưa ra bức ảnh đầu tiên về hố đen M87. Bức ảnh được gọi là "đĩa bồi tụ", nó được xem là chụp được "cái bóng" của hố đen, nằm tại khu vực chân trời sự kiện - ranh giới trước khi một vật chất bị hố đen nuốt chửng và không thể quay trở lại được nữa.

“Chúng tôi đã thấy những gì chúng tôi nghĩ là không thể nhìn thấy được”, ông Doeleman phát biểu vào năm 2019.

Trung tâm của thiên hà là gì năm 2024

Siêu hố đen nằm gần chòm sao Nhân mã mới được các nhà khoa học phát hiện.

"Einstein cũng không thể tưởng tượng được những gì mà chính ông đã tìm ra. Để có được bức ảnh mà vị thiên tài đã nghĩ đến từ 100 năm trước, chúng ta cần 40 quốc gia cùng hợp lực", ông Carlos Moedas, chuyên gia từ Hội đồng nghiên cứu Châu Âu nói.

Trong dự án mới nhất, nhóm của ông Doeleman nhìn được những điều tưởng như "không thể nhìn thấy" một lần nữa. Thành tựu này sẽ cung cấp thêm nhiều thông tin về cách hoạt động của thiên hà cũng như những bí ẩn chưa được giải đáp trong vũ trụ.

Bà Janna Levin, một nhà khoa học tại Đại học Barnard, nói rằng kết quả nghiên cứu mới “rất ngoạn mục và giàu thông tin”. “Tôi vẫn chưa chán những bức ảnh về hố đen”, bà Levin nói.

Từ lâu, các nhà thiên văn học từ lâu đã tin vào sự tồn tại của một hố đen khổng lồ nằm cách Trái đất 26.000 năm ánh sáng trong chòm sao Nhân Mã, ẩn sau những đám mây bụi và khí bao phủ trung tâm Dải Ngân hà. Hố đen này đã “nuốt chửng” hàng triệu ngôi sao và chứa một từ trường kỳ lạ - nơi thời gian và không gian đều bị đảo lộn. Tới nay, vẫn chưa có ai tìm ra hố đen vũ trụ dẫn đến đâu hoặc có thứ gì nằm ở phía bên kia của nó.

Hình ảnh hố đen Sagittarius A* ở tâm Dải Ngân hà là quan sát trực tiếp đầu tiên về hố đen được ví như trái tim đang đập của Dải Ngân hà.

Các hố đen không phát ra ánh sáng, nhưng hình ảnh cho thấy bóng của hố đen được một vòng sáng bao quanh, ánh sáng bị bẻ cong bởi lực hấp dẫn của hố đen. Các nhà thiên văn học cho biết, hố đen ở tâm Dải Ngân hà vừa chụp ảnh được lớn gấp 4 triệu lần Mặt trời.

Michael Johnson, nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian, chia sẻ, trong nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn học đã tự hỏi điều gì nằm ở trung tâm của thiên hà chứa Trái đất, kéo các ngôi sao vào quỹ đạo chặt nhờ lực hấp dẫn khổng lồ của mình.

Trung tâm của thiên hà là gì năm 2024
Hình ảnh hố đen vũ trụ Sagittarius A* ở tâm thiên hà chứa Trái đất. Ảnh: NASA

"Với hình ảnh (Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện hoặc EHT), chúng tôi đã phóng to lên gần hơn một nghìn lần so với những quỹ đạo mà trọng lực phát triển mạnh hơn một triệu lần. Ở khoảng cách gần này, hố đen tăng tốc vật chất gần bằng tốc độ ánh sáng và bẻ cong đường đi của các photon trong (không gian-thời gian) bị bẻ cong" - ông nói.

Hố đen cách Trái đất khoảng 27.000 năm ánh sáng. Hệ Mặt trời nằm ở một trong những nhánh xoắn ốc Dải Ngân hà, do đó Trái đất ở rất xa trung tâm thiên hà này. CNN cho hay, nếu có thể quan sát được hố đen ở tâm Dải Ngân hà trên bầu trời đêm, hố đen sẽ có kích thước tương đương với một chiếc bánh vòng ở trên Mặt trăng.

Nhà khoa học Geoffrey Bower thuộc dự án EHT từ Viện Thiên văn và Vật lý thiên văn, Academia Sinica, Đài Bắc, cho hay, nhóm nghiên cứu bất ngờ khi thấy kích thước của hố đen phù hợp với những dự đoán từ Thuyết tương đối rộng của Einstein.

"Những quan sát chưa từng có này tăng cường đáng kể hiểu biết của nhân loại về những gì xảy ra tại chính (trung tâm) thiên hà của chúng ta và cung cấp những hiểu biết mới về cách các lỗ đen khổng lồ tương tác với môi trường xung quanh" - ông nói.

Việc lần đầu tiên chụp ảnh hố đen siêu lớn ở trung tâm Dải Ngân hà được xem là một đột phá và công bố trên số đặc biệt của tạp chí The Astrophysical Journal Letters ngày 12.5.

Tìm kiếm hố đen

Các nhà thiên văn đã mất 5 năm để chụp và xác nhận hình ảnh hố đen ở tâm Dải Ngân hà. Trước đây, các nhà khoa học quan sát những ngôi sao quay xung quanh một số vật thể khổng lồ, vô hình tại trung tâm thiên hà.

Giải Nobel Vật lý năm 2020 được trao cho các nhà khoa học Roger Penrose, Reinhard Genzel và Andrea Ghez cho khám phá về hố đen, bao gồm bằng chứng do nhà khoa học Ghez và Genzel chia sẻ về khối lượng của vật thể ở trung tâm Dải Ngân hà.

"Hiện chúng ta thấy rằng hố đen nuốt ánh sáng và khí xung quanh, kéo chúng vào một cái hố không đây. Hình ảnh này xác nhận hàng thập kỷ nghiên cứu lý thuyết để hiểu cách các hố đen ăn" - Ramesh Narayan, nhà vật lý thiên văn lý thuyết tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian, nêu trong thông cáo.

Trung tâm của thiên hà là gì năm 2024
Ảnh chụp 2 hố đen vũ trụ đầu tiên, bên trái là M87 * và bên phải là Sagittarius A*. Ảnh: EHT

Ảnh chụp đầu tiên của hố đen siêu lớn ở tâm Dải Ngân hà được hơn 300 nhà nghiên cứu từ 80 tổ chức làm việc với mạng lưới 8 kính thiên văn vô tuyến khác nhau trên toàn cầu hình thành nên Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện. Kính viễn vọng được đặt tên theo "chân trời sự kiện" - điểm mà không có ánh sáng nào có thể thoát ra khỏi hố đen.

Mạng lưới kính thiên văn toàn cầu này về cơ bản tạo thành một kính thiên văn ảo "kích thước bằng Trái đất" khi tất cả 8 kính được liên kết và quan sát cùng lúc.

Ảnh đầu tiên chụp hố đen ở tâm Dải Ngân hà vừa công bố là hình ảnh thứ hai từng được chụp về một hố đen. Hình ảnh đầu tiên của EHT chụp hố đen M87* ở trung tâm của thiên hà Messier 87 cách Trái đất 55 triệu năm ánh sáng vào năm 2019.

Dù 2 hình ảnh trông giống nhau nhưng Sagittarius A* nhỏ hơn M87* hơn 1.000 lần. “Chúng ta có 2 loại thiên hà hoàn toàn khác nhau và 2 khối lượng hố đen rất khác nhau, nhưng ở gần rìa của những hố đen này, chúng trông giống nhau một cách đáng kinh ngạc" - Sera Markoff, đồng lãnh đạo Hội đồng Khoa học EHT và là giáo sư vật lý thiên văn lý thuyết tại Đại học Amsterdam, chia sẻ.

"Điều này cho chúng ta biết rằng (Thuyết tương đối rộng của Einstein) chi phối những vật thể này ở gần và bất kỳ sự khác biệt nào mà chúng ta thấy ở xa hơn là do sự khác biệt về vật chất quanh các hố đen" - ông nói thêm.