10 sự thật thú vị về hố đen trong vũ trụ (Phần 1)

Hố đen (lỗ đen hoặc hốc đen) là một vùng không thời gian trong vũ trụ mà lực hấp dẫn của nó lớn tới mức tất cả mọi thứ bao gồm cả ánh sáng cũng không thể thoát ra được. Do vậy, dù đã biết tới hố đen từ lâu nhưng những gì chúng ta biết về chúng chỉ là lý thuyết khoa học. Hố đen có rất nhiều bí ẩn mà chúng ta chưa biết, chưa thể lý giải được.

1. Tổ tiên loài người có thể đã từng thấy hố đen khổng lồ ở trung tâm dải Ngân Hà

Do hố đen có lực hấp dẫn rất lớn khiến ánh sáng không thể thoát ra được nên chúng không thể phát sáng như các vì sao trên trời và con người không thể quan sát thấy các hố đen một cách thông thường.

Tuy nhiên vào thời điểm hố đen hoạt động mạnh nhất, một lượng lớn vật chất xung quanh bị hút vào tạo thành một địa vật chất bị nung nóng do va chạm với nhau ở miệng hố đen. Khi đến một ngưỡng nhất định, các hạt vật chất năng lượng cao có thể phóng ra ngoài theo hướng vuông góc với miệng hố đen. Một vụ nổ ánh sáng được tạo ra.

Vụ nổ ánh sáng này có thể kéo dài tới hàng nghìn năm. Nhìn từ Trái đất, nó như một ngôi sao lớn phát sáng trên bầu trời đêm.

Theo các nhà khoa học, cách đây hai triệu năm hiện tượng này đã xảy ra với hố đen siêu khổng lồ ở trung tâm dải Ngân Hà và phát ra ánh sáng rực rỡ. Khi đó, con người chỉ mới bắt đầu tiến hóa và đứng trên hai chân nhưng rất có thể tổ tiên của chúng ta đã được chứng kiến sự kiện đặc biệt hiếm có này trên bầu trời Trái Đất.

Hiện nay, Sagittarius A, hố đen siêu khối lượng ở trung tâm dải Ngân Hà của chúng ta đang ổn định, do vậy có lẽ con người sẽ không có cơ hội được chứng kiến màn trình diễn ánh sáng của một hố đen siêu khổng lồ như vậy nữa.

2. Không chỉ có hố đen mới nuốt chửng mọi thứ

Khi một ngôi sao bị một hố đen nuốt chửng, khí và bụi từ ngôi sao sẽ bị cuốn vào hố đen với tốc độ cao khiến nó nóng lên, phát ra ánh sáng. Đó là những chùm tia X mà chúng ta quan sát được.

Các nhà thiên văn học đã rất ngạc nhiên khi phát hiện ra một chùm tia X năng lượng cao khi quan sát thiên hà M82. Hiện tượng này khá giống hoạt động của hố đen khi nuốt chửng một ngôi sao nhưng thực sự phải như vậy. Đó là một ngôi sao neutron, phần còn lại của một ngôi sao đang chết dần nhưng không đủ lớn để hình thành một lỗ đen. Nó có những đặc điểm giống với một hố đen, hút bụi khí từ khoảng cách gần nhưng không có sức mạnh như một hố đen. Sau khi hoàn thành quá trình này, ngôi sao neutron sẽ nguội dần và ngừng hoạt động.

3. Hố đen siêu nhỏ, những con quái vật tham ăn

Khối lượng chính là thứ quan trọng nhất trong thế giới vũ trụ chứ không phải là kích thước.

Các nhà khoa học đã phát hiện ra hố đen P13, nó có kích thước chỉ bằng 1/15 lần kích thước Mặt Trời nhưng lại có khối lượng gấp cả triệu lần.

Khi được phát hiện, hố đen P13 đang nuốt chửng một ngôi sao khổng lồ có kích thước lớn hơn nó rất rất nhiều lần. Theo tính toán của các nhà thiên văn, mỗi phút P13 có thể tiêu thụ vật chất bằng khối lượng của khoảng 100 tỷ tỷ chiếc xúc xích. Với khả năng này, P13 sẽ ăn hết ngôi sao gần nó chỉ trong khoảng 1 triệu năm, một khoảng thời gian khá ngắn trong vũ trụ.

4. Số lượng các hố đen siêu khổng lồ

Các hố đen có nhiều kích thước khác nhau, từ nhỏ bằng một hành tinh cho tới lớn bằng cả hệ Mặt Trời, ngoài ra còn có những hố đen khổng lồ rất hiếm gặp được gọi là ultramassive.

Như chúng ta đã biết, tại mỗi trung tâm của một thiên hà có tồn tại những hố đen siêu khổng lồ. Bên cạnh đó, các nhà khoa học còn phát hiện ra hơn 100 thiên hà lùn nhỏ cũng có những hố đen tại trung tâm vũ trụ của chúng.

So với dải Ngân Hà có khoảng 200 - 400 tỷ ngôi sao, các thiên hà lùn có kích thước nhỏ hơn rất nhiều và chúng chỉ có vài tỷ ngôi sao. Nhưng kích thước hố đen ở trung tâm của chúng không hề nhỏ.

Tại M60-UCD1, một thiên hà lùn tồn tại một hố đen có khối lượng bằng 2 triệu lần khối lượng của Mặt Trời.

Từ đó, các nhà khoa học tin rằng, khi các thiên hà lớn va chạm với nhau, chúng bị xé nhỏ tạo ra các thiên hà lùn. Và rất có thể số lượng các hố đen trong vũ trụ sẽ tương ứng với số lượng các thiên hiên hà lùn. Tuy nhiên, họ chưa thể giải thích được sự tồn tại của những hố đen khổng lồ tại trung tâm những thiên hà lùn này.

5. Cách một hố đen lớn lên

Như chúng ta đã biết, các hố đen hút khí, bụi trong vũ trụ và các ngôi sao gần nó để hình thành và lớn lên. Quá trình này tạo ra một đĩa bồi đắp dần, cung cấp vật chất cho hố đen. Nhưng trong quá trình này cũng có phản lực hướng ra làm cho việc hấp thụ vật chất từ đĩa bồi đắp diễn ra rất chậm khiến tốc độ phát triển của một hố đen bị giảm.

Theo các nhà khoa học, trong khoảng thời gian đầu, các hố đen chỉ cần mất 10 triệu năm để có thể tăng khối lượng từ 10 lần tới 10000 lần khối lượng Mặt Trời. Nếu chỉ hấp thụ vật chất từ đĩa bồi đắp thì không thể đạt tới tốc độ phát triển nhanh như vậy. Do đó, họ đã đặt ra giả thuyết rằng, các hố đen di chuyển để săn mồi.

Các nhà khoa học tin rằng, một hố đen trẻ mới hình thành có quỹ đạo riêng của mình và hoạt động rất mạnh. Ban đầu, chúng di chuyển trong vũ trụ và nhanh chóng hấp thụ vật chất từ các ngôi sao mới. Sau đó, chúng sẽ dần hoạt động chậm lại và theo như tính toán thì giới hạn của một hố đen là 1 tỷ lần khối lượng Mặt Trời. Hiện này, các nhà khoa học phát hiện ra hố đen siêu khổng lồ tại trung tâm dải Ngân hà cũng chỉ mới ở mức 4 triệu lần khối lượng Mặt Trời.

• 10 sự thật thú vị về hố đen trong vũ trụ (Phần 2)
• Phát hiện cuộc chiến khủng khiếp giữa 2 siêu hố đen khổng lồ trong vũ trụ
• Chế tạo thành công hố đen vũ trụ, chứng minh được bức xạ Hawking tồn tại