Lỗ đen là một vật thể có mật độ cao trong không gian mà từ đó không có ánh sáng nào có thể thoát ra được. Nó có nghĩa là khu vực mà không có đường quay trở lại, vì vậy chúng ta sẽ không thể nhìn thấy bất cứ thứ gì đằng sau lỗ đen.
Một khám phá mâu thuẫn với niềm tin này: Lần đầu tiên, Stanford Các nhà vật lý thiên văn báo cáo việc phát hiện ra ánh sáng từ phía sau một lỗ đen. Nghe có vẻ đáng kinh ngạc! Phải không?
Các nhà vật lý thiên văn báo cáo những bản ghi lần đầu tiên về sự phát xạ tia X từ phía xa của một lỗ đen ở trung tâm của một thiên hà cách chúng ta 800 triệu năm ánh sáng. Khám phá là dự đoán của Thuyết tương đối rộng của Einstein.
Đầu tiên người ta quan sát thấy một mô hình hấp dẫn: một loạt các tia X chói sáng - thú vị nhưng không phải là chưa từng có. Sau đó, kính thiên văn quan sát thấy các tia X bổ sung bất ngờ. Những phát xạ tia X này nhỏ hơn và có màu sắc khác với những tia sáng chói lóa.
Thuyết Tương đối rộng của Einstein cho rằng những tiếng vang sáng này phù hợp với tia X phản xạ từ phía sau hố đen. Tuy nhiên, hiểu biết cơ bản về lỗ đen cho chúng ta biết rằng đó là một nơi kỳ lạ cho ánh sáng phát ra.
Nhà vật lý thiên văn của Đại học Stanford Dan Wilkins cho biết, “Lý do chúng ta có thể thấy điều đó là bởi vì lỗ đen đang làm cong không gian, bẻ cong ánh sáng và xoắn từ trường xung quanh chính nó".
Roger Blandford, đồng tác giả của bài báo, cho biết, “XNUMX năm trước khi các nhà vật lý thiên văn bắt đầu suy đoán về cách từ trường có thể hoạt động gần với một lỗ đen, họ không biết rằng một ngày nào đó chúng ta có thể có kỹ thuật để quan sát điều này trực tiếp và xem thuyết tương đối rộng của Einstein đang hoạt động.”
Các nhà khoa học đã thực hiện khám phá này trong khi thu thập thêm kiến thức về một đặc điểm bí ẩn của một số lỗ đen nhất định, được gọi là vầng hào quang. Giả sử có đủ vật chất rơi vào một lỗ đen siêu lớn. Trong trường hợp đó, khu vực tỏa sáng trong tia X siêu sáng, các nguồn sáng liên tục trong vũ trụ, tạo thành một vầng hào quang xung quanh lỗ đen.
Vầng hào quang xung quanh lỗ đen thu thập các hạt khí cực nóng hình thành khi khí từ đĩa rơi vào lỗ đen. Các hạt khí trượt vào lỗ đen sẽ nóng lên hàng triệu độ. Ở nhiệt độ như vậy, các điện tử tách khỏi nguyên tử, tạo ra một plasma nhiễm từ.
Các vòng cung từ trường quay của lỗ đen xoay quanh chính nó nhiều đến mức cuối cùng nó bị phá vỡ hoàn toàn. Từ trường này làm nóng mọi thứ xung quanh nó và tạo ra các electron năng lượng cao này sau đó tiếp tục tạo ra tia X.
Trong khi điều tra nguồn gốc của pháo sáng, các nhà khoa học nhận thấy một loạt các tia chớp nhỏ hơn. Những tia sáng này giống như những tia sáng tia X nhưng được phản xạ từ mặt sau của đĩa - một cái nhìn đầu tiên về phía xa của một lỗ đen.
Không nghi ngờ gì nữa, cần phải nghiên cứu thêm để hiểu vầng hào quang lỗ đen.
Wilkins nói, “Nó có một chiếc gương lớn hơn nhiều so với những gì chúng ta từng có trên kính viễn vọng tia X, và nó sẽ cho phép chúng ta có được hình ảnh có độ phân giải cao hơn trong thời gian quan sát ngắn hơn nhiều. Vì vậy, bức tranh mà chúng tôi đang bắt đầu thu được từ dữ liệu vào lúc này sẽ trở nên rõ ràng hơn nhiều với những đài quan sát mới này. "
Tạp chí tham khảo:
- Wilkins, DR, Gallo, LC, Costantini, E. và cộng sự. Sự bẻ cong ánh sáng và tiếng vọng tia X đằng sau một lỗ đen siêu lớn. Nature 595, 657–660 (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03667-0
