Lỗ đen ở trung tâm Ngân hà đang quay
Một nhóm các nhà vật lý vũ trụ quốc tế vừa phát hiện ra rằng lỗ đen siêu lớn ở
trung tâm Ngân hà đang quay. Khám phá này sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong
ngành vật lý nghiên cứu lỗ đen cũng như kiểm chứng thuyết tương đối rộng.
Giới thiên văn tin rằng lỗ đen siêu lớn tồn tại ở trung tâm của mọi thiên hà trong
vũ trụ. Các quan sát gần đây bằng tia X cũng như số đo quỹ đạo của các ngôi sao
quanh lỗ đen Sagittarius A* - nguồn radio mạnh ở trung tâm Ngân hà - khẳng định
nó là một lỗ đen có khối lượng lớn gấp 3,6 triệu lần mặt trời.
Lần đầu tiên Reinhard Genzel thuộc Viện vật lý vũ trụ Max Planck và đồng
nghiệp ở Mỹ, Pháp, Israel đã dò được các vụ nổ bức xạ hồng ngoại từ Sagittarius
A* bằng kính thiên văn VLT ở Chile. Ngoài ra, họ phát hiện thứ ánh sáng rực rỡ
này tới định kỳ, khoảng 17 phút một lần. Điều đó chỉ có thể xảy ra nếu quầng khí
nóng, đang lớn dần lên quanh lỗ đen, đang quay. Nói cách khác, bản thân lỗ đen
siêu lớn đang quay.
Nhóm nghiên cứu tính toán rằng lỗ đen siêu lớn Sagittarius A đang quay với tốc
độ bằng 1/2 tốc độ tối đa mà lý thuyết cho phép. Ngoài ra, họ còn chỉ ra rằng các
tín hiệu hồng ngoại từ những vụ nổ chỉ mất vài giờ ánh sáng để tới trái đất. Các số
đo này sẽ giúp giới khoa học kiểm chứng thuyết tương đối rộng.
Lỗ đen là một trong những hiện tượng kỳ lạ nhất trong vũ trụ. Lý thuyết cho rằng
chúng là những thiên thể giống điểm, có lực hấp dẫn mạnh tới mức tất cả vật chất
tới quá gần đều bị hút vào trong. Các nhà khoa học cho rằng một số lỗ đen hình
thành khi các ngôi sao đang lụi tàn. Tuy nhiên, ngày càng có nhiều bằng chứng
cho thấy hầu hết, nếu không nói là mọi thiên hà đều chứa đựng các lỗ đen khác,
lớn hơn nhiều ở trung tâm của chúng.
Cách các lỗ đen siêu lớn này được tạo ra và mối liên quan của chúng tới việc hình
thành và tiến hoá của các thiên hà vẫn là một bí ẩn. Cách duy nhất để ''nhìn thấy''
một lỗ đen là nghiên cứu thiên thể di chuyển xung quanh, gần lỗ đen đó. Để nhìn
thấy những ngôi sao di chuyển nhanh gần lỗ đen, chúng ta cần kỹ thuật hình ảnh
rõ nét cao. Bầu khí quyển trái đất hạn chế khả năng có được sự rõ nét đó. Thiết bị
quang học thích ứng có thể khắc phục trở ngại này.
Hai lỗ đen chơi trò mèo vờn chuột
Các nhà thiên văn nghi ngờ, một lỗ đen có trọng lượng trung bình, nặng gấp mặt
trời hàng nghìn lần, đang kéo các ngôi sao trẻ hướng về phía lỗ đen siêu lớn nằm
ở trung tâm Ngân hà. Khám phá này có thể giải thích cơ chế lỗ đen khổng lồ trở
nên ''béo phì''.
Có bằng chứng vững chắc cho thấy phần lớn, nếu không nói là tất cả, các thiên hà
lớn chứa một lỗ đen khổng lồ. Lỗ đen tương tự ở trung tâm Ngân hà lớn gấp mặt
trời khoảng 3 triệu lần. Giới thiên văn tin rằng nó ngăn chặn các ngôi sao mới hình
thành trong phạm vi 3 hoặc 4 năm ánh sáng bởi trọng lực của nó xé toang mọi đám
mây khí và bụi lớn - vật liệu cần thiết cho sự hình thành của các ngôi sao.
Tuy nhiên, Brad Hansen thuộc ĐH California, Los Angeles, cho biết có những
ngôi sao trẻ nằm thành một nhóm cách lỗ đen siêu lớn ở trung tâm Ngân hà 0,5
năm ánh sáng. Tuổi đời của chúng chưa tới 10 triệu năm - trẻ theo thuật ngữ thiên
văn. Vậy chúng ở đó bằng cách nào?
Hansen và đồng nghiệp Milos Milosavljevic thuộc Viện Công nghệ California ở
Pasadena cho biết lời giải thích hợp lý nhất là ban đầu những ngôi sao trẻ trên hình
thành trong một nhóm, cách lỗ đen siêu lớn một khoảng cách an toàn, khoảng 5
năm ánh sáng hoặc xa hơn nữa. Tuy nhiên, nhóm sao này chứa một lỗ đen nhỏ
hơn, nặng gấp mặt trời 1.000-10.000 lần. Khi lỗ đen này bị kéo về phía người láng
giềng khổng lồ, nó mang theo các ngôi sao trẻ trên.
Trọng lực của lỗ đen trung bình này có lẽ đã liên kết nhóm các ngôi sao trẻ với
nhau. Điều đó giải thích tại sao nhóm sao trẻ vẫn gần như nguyên vẹn, thậm chí
khi nó bị hút vào trường hấp dẫn huỷ diệt của một lỗ đen siêu lớn. Hansen cho biết
nếu lỗ đen trung bình này tồn tại, nó hiện đang quay quanh lỗ đen khổng lồ và mất
100 năm mới quay hết một vòng, làm văng ra một số ''tù nhân'' mà nó đã bắt giữ.
Cuối cùng, nó sẽ rơi vào ''hàm'' của lỗ đen siêu lớn, làm cho con quái vật đó ngày
càng ''béo'' hơn.
Điều đó có thể giải thích bí ẩn về việc lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của các thiên hà
trở nên nặng nề và to lớn như chúng ta nhìn thấy hôm nay.