Phát hiện mới về sự tương tác kỳ lạ giữa lỗ đen vũ trụ và ánh sáng

Chắc hẳn nhiều người trong số chúng ta đã từng nghe nói đến “giai thoại” không có bất cứ thứ gì trên vũ trụ có thể thoát khỏi lực hấp dẫn của lỗ đen, thậm chí là cả ánh sáng. Điều này đã được chứng minh là đúng, nhưng chỉ chủ yếu xảy ra ở trung tâm lỗ đen và các khu vực lân cận. Ở những vị trí xa hơn một chút trong các đĩa vật chất xoáy quanh một số lỗ đen đã được ghi nhận, ánh sáng, về cơ bản, vẫn có thể thoát ra. Đây là lý do tại sao các nhà thiên văn học quan sát thấy nhiều lỗ đen đang phát triển tỏa sáng rực rỡ với tia X.

Tuy nhiên, không phải tất cả các luồng ánh sáng đi vào khu vực đĩa vật chất xoáy của lỗ đen đều có thể thoát ra ngoài một cách dễ dàng. Một nghiên cứu mới được đăng tải trên trên Tạp chí Vật lý thiên văn (The Astrophysical Journal) đưa ra bằng chứng về việc ánh sáng phải rất “vất vả” để thoát ra khỏi đĩa vật chất xoáy, một vài trong số đó bị tác động bởi sức hút khủng khiếp của lỗ đen, quay ngược trở lại, và cuối cùng bật ra khỏi đĩa vật chất và “trốn thoát”.

“Chúng tôi quan sát thấy ánh sáng đến từ rất gần lỗ đen đang cố thoát ra, nhưng lại bị lỗ đen kéo lại như một chiếc boomerang. Đây là điều đã được dự đoán từ những năm 1970, nhưng đến nay mới được quan sát đầy đủ”, nhà thiên văn học Riley Connors, chuyên gia phụ trách nhóm nghiên cứu cho biết.

Các nhà khoa học thu được những phát hiện mới này bằng cách kết hợp cùng lúc một lượng lớn dữ liệu quan sát lưu trữ từ sứ mệnh Timi Explorer (RXTE) của NASA, vốn đã kết thúc từ năm 2012. Trong đó, nhóm nghiên cứu đặc biệt chú ý đến một lỗ đen đang được quay quanh bởi một ngôi sao gần giống như mặt trời. Cùng với nhau, “cặp đôi” này được gọi là XTE J1550-564. Lỗ đen "nuôi nấng" ngôi sao này, kéo vật chất lên một cấu trúc phẳng xung quanh nó được gọi là đĩa bồi tụ. Bằng cách quan sát kỹ những chùm tia X phát ra từ đĩa khi ánh sáng xoắn ốc hướng về lỗ đen, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy những dấu ấn cho biết ánh sáng đã bị bẻ ngược về phía đĩa và phản xạ.

“Về cơ bản đĩa vật chất bồi tụ có thể tự phát sáng. Các nhà lý thuyết vũ trụ trước đây đã dự đoán phần nào của ánh sáng sẽ đi ngược trở lại trên đĩa, và bây giờ, lần đầu tiên, chúng ta đã có thể xác nhận những dự đoán đó”, đại diện nhóm nghiên cứu cho biết.

Quan sát mới này đưa ra một xác nhận gián tiếp khác về thuyết tương đối tổng quát của Albert Einstein, đồng thời cũng sẽ giúp tìm hiểu các phép đo trong tương lai về tốc độ quay của lỗ đen - một điều vẫn chưa được hiểu rõ.