Phát hiện một hố đen vũ trụ có hành vi bất thường

Nhà Nghiên cứu Peter Jonker thuộc Viện nghiên cứu vũ trụ SRON, Hà Lan cho biết hố đen có tên là V404 Cygni cách Trái Đất chúng ta khoảng 7.800 năm ánh sáng.

Tuy nhiên, từ trước đến nay, hầu hết các nhà nghiên cứu luôn cho rằng khoảng cách giữa hố đen V404 Cygni và Trái đất lớn gấp đôi con số này.

Trong khi đó, khoảng cách từ Trái Đất đến trung tâm dải Ngân hà là chừng 26.000 năm ánh sáng, còn ngôi sao gần Mặt Trời nhất cách Trái Đất khoảng 4,2 năm ánh sáng.

Bằng cách đo các bức xạ vô tuyến (radio) từ hố đen đến ngôi sao chết đã tạo ra nó, nhà nghiên cứu Jonker và các đồng nghiệp đã tính toán được khoảng cách đến V404 Cygni.

Những lớp vật chất bên ngoài của ngôi sao đang bị hút sang hố đen.

Ảnh minh họa: blackholes.stardate.org

Đám mây bụi khí xoay tròn, tạo nên một đĩa plasma (trạng thái vật chất mà trong đó các chất bị ion hóa mạnh, đại bộ phận nguyên tử và phân tử chỉ còn lại nguyên tử) nóng rực xung quanh hố đen trước khi nó biến mất.

Trong quá trình xoay tròn và tạo đĩa plasma, vật chất phát ra nhiều tia X và sóng radio.

Bằng cách sử dụng một hệ thống kính thiên văn vô tuyến có tên gọi là High Sensitivity Array, các nhà nghiên cứu đã đo sự thay đổi thị sai của hố đen.

Thông thường, các tia bắn ra từ hố đen theo nhiều hướng với tốc độ cách nhau vài giờ.

Bản thân hố đen quay tròn và lực hút rất lớn đến mức hút cả không gian và thời gian quanh nó.

Vật liệu trong các tia bắn ra từ đĩa đang quay của hố đen. Đĩa này hình thành khi vật liệu từ ngôi sao gần đó bị hút vào vòng tròn quanh hố đen.

Về kích thước, hố đen V404 Cygni to gấp 9 lần Mặt trời và đĩa của nó có đường ngang là 10 triệu km.

Các tia bắn ra các vật liệu ở tốc độ bằng 60% tốc độ ánh sáng.

Hình ảnh minh họa về hố đen V404 Cygni. (Ảnh: ICRAR).

Các nhà nghiên cứu đã phải dùng một kỹ thuật khác để ghi lại được những gì đang diễn ra trong hố đen V404 Cygni. Thông thường, họ sử dụng biện pháp phơi sáng lâu.

Ông Alex Tetarenko, một tác giả nghiên cứu thuộc Đài quan sát Đông Á nói: “Những tia này thay đổi nhanh tới mức hình ảnh trong 4 giờ mà chúng tôi nhìn thấy chỉ là một vệt mờ”.

Do đó, nhiều lần phơi sáng 70 giây đã được kết hợp để làm một đoạn phim về hành động mà các nhà thiên văn quan sát thấy ở V404 Cygni.

Hố đen là một vùng trong vũ trụ có trường hấp dẫn lớn đến mức lực hấp dẫn của nó không để bất cứ một dạng vật chất nào - kể cả ánh sáng - thoát ra khỏi mặt biên của nó, trừ khả năng thất thoát vật chất khỏi lỗ đen nhờ hiệu ứng đường hầm lượng tử.

Vật chất muốn thoát khỏi hố đen phải có vận tốc thoát lớn hơn vận tốc ánh sáng trong chân không, mà điều đó không thể xảy ra trong khuôn khổ của lý thuyết tương đối (ở đó vận tốc ánh sáng trong chân không là vận tốc giới hạn lớn nhất có thể đạt được của mọi dạng vật chất).

Các nhà nghiên cứu cho rằng hố đen hình thành từ quá trình sụp đổ vào tâm của các ngôi sao.

Các hố đen có khối lượng gấp ít nhất ba lần khối lượng của Mặt Trời. Tuy nhiên, nhiều hố đen siêu lớn có thể có khối lượnng gấp hàng triệu, thậm chí hàng tỷ lần khối lượng Mặt Trời.

Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên số ra gần đây của tạp chí The Astrophysical Journal.