Bản in

Khoa học

Thứ Sáu, 14/6/2019 07:48

Hào quang lạnh quanh lỗ đen

Hào quang lạnh quanh lỗ đen

GD&TĐ - Những quan sát mới của Kính thiên văn vô tuyến Atacama Large Millimeter Array (ALMA) tiết lộ vành đai khí lạnh, chưa từng được nhìn thấy xung quanh siêu lỗ đen ở trung tâm Dải Ngân hà.

Trung tâm Dải Ngân hà ở cách Trái đất 26.000 năm ánh sáng. Tại đó có một siêu lỗ đen gọi là Sagittarius A với khối lượng 4 triệu lần lớn hơn khối lượng Mặt trời của chúng ta.

Trong suốt 10 năm nghiên cứu, các nhà thiên văn học đã dựng được bức tranh về lân cận đầy hỗn loạn và chật chội xung quanh lỗ đen này. Hiện giờ, chúng ta biết rằng khu vực này chứa đầy các ngôi sao đang phát triển, các đám mây bụi liên sao và một lượng lớn các loại khí nóng và lạnh. Hóa ra, các khí này sẽ quay xung quanh lỗ đen, tạo thành đĩa bồi đắp.

Tuy nhiên, cho đến nay, các nhà thiên văn học chỉ có thể hình dung về luồng khí nóng, yếu ớt rơi vào lỗ đen. Ước tính, nhiệt độ của khí nóng lên tới 10 triệu độ C, tức là bằng khoảng 2/3 nhiệt độ trong nhân Trái đất. Ở nhiệt độ này khí nóng phát ra bức xạ Roentgen và có thể nghiên cứu nó thông qua các kính viễn vọng tia X.

Ngoài khí nóng, phát ra tia X, những quan sát trước đó còn phát hiện một lượng lớn khí hidro tương đối lạnh (khoảng 10.000 độ C) ở cách lỗ đen vài năm ánh sáng. Trước đó, các nhà khoa học không biết là khí này cũng tham gia vào dòng vật chất bồi đắp xung quanh lỗ đen.

Bức xạ xung quanh lỗ đen này mạnh tới mức các nguyên tử hidro liên tục mất điện tử và sau đó liên kết với các điện tử. Sự tái kết hợp này tạo ra tín hiệu đặc trưng có bước sóng milimet, có khả năng đến được Trái đất mà hầu như không tổn thất về năng lượng.

Nhờ có độ phân giải và độ nhạy cao, Kính thiên văn vô tuyến ALMA có khả năng phát hiện tín hiệu điện từ yếu ớt này và tạo ra bức tranh đầu tiên trong lịch sử thiên văn học về vành đai khí lạnh xung quanh siêu lỗ đen.

Vành đai khí này chỉ cách lỗ đen khoảng 1 phần trăm của năm ánh sáng. Trong thang độ vũ trụ, đây là khoảng cách rất ngắn (bằng khoảng 1.000 lần khoảng cách Trái đất - Mặt trời).

Các quan sát của ALMA giúp các nhà thiên văn học xác định vị trí cũng như theo dõi chuyển động của loại khí lạnh nói trên. Các nhà khoa học ước tính khối lượng khí hidro trong đĩa bồi đắp lạnh bằng khoảng 1/10 khối lượng Mặt trời.

Quan sát sự dịch chuyển độ dài sóng điện từ gây ra bởi hiệu ứng Doppler, các nhà khoa học có thể thấy rõ đám khí quay xung quanh lỗ đen. Thông tin này cho cái nhìn mới về cách các lỗ đen “nuốt” vật chất và về tương tác phức tạp giữa lỗ đen và môi trường xung quanh.

Theo Tuấn Sơn
Nauka