Trung tâm dải Ngân hà sáng lấp lánh trong bức xạ - yếu tố có thể liên quan đến các lỗ đen siêu lớn

Dữ liệu mới nhất thu được từ các hệ thống kính viễn vọng Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) đặt tại Chile cho thấy trung tâm của dải Ngân hà dường như đang phát sáng lấp lánh trong bức xạ vi sóng. Và theo các nhà thiên văn học, nghiên cứu về hiện tượng này có thể giúp giải thích hành vi của các lỗ đen siêu lớn nằm rải rác trên khắp vũ trụ.

Trên thực tế, trong lõi trung tâm của mọi thiên hà lớn đều có chứa một lỗ đen siêu lớn. Lỗ đen khổng lồ nằm ở trung tâm thiên hà của chúng ta (Ngân hà) được gọi là Sagittarius (Sgr) A* (thường được phát âm là SAJ star).

Nói về độ lớn, sẽ phải cần tới 4 triệu mặt trời để lấp đầy “khoang miệng” của Sagittarius A*. Các nhà thiên văn học đã từng quan sát thấy những tia phóng xạ phát ra từ lỗ đen siêu lớn này trước đây, nhưng hiện tượng đó chưa bao giờ được ghi lại dưới dạng thông chi tiết như trong nghiên cứu mới tiến hành bởi đội ngũ ALMA.

Về cơ bản, những đám mây khí và bụi dày đặc sẽ che khuất tầm nhìn của con người từ Trái đất đến Sgr A* theo bước sóng khả kiến. Tuy nhiên, chúng ta có thể nhìn xuyên qua lớp mây bụi này bằng các dụng cụ được thiết kế để phát hiện phát xạ vô tuyến và vi sóng.

Một nhóm các nhà thiên văn học đã tiến hành kiểm tra lõi bức xạ điện từ có bước sóng khoảng 1 milimet và phát hiện ra tín hiệu lặp lại bán phần của bức xạ vi sóng. Họ biết rằng tín hiệu có liên quan đến Sgr A* thỉnh thoảng sẽ “bùng lên” ở các bước sóng quan sát được trong nghiên cứu, nhưng lý do đằng sau hiện tượng này vẫn chưa thể được giải thích thỏa đáng.

Để làm rõ bí ẩn trên, nhóm ALMA đã tiến hành nghiên cứu Sgr A* khoảng 70 phút mỗi ngày, liên tục trong hơn 10 ngày. Và họ đã tìm thấy một làn sóng bức xạ khuếch đại, sau đó mờ dần trong suốt một giờ, tiếp đến là một làn sóng khác cũng tiếp diễn như vậy.

Nhóm nghiên cứu tin rằng nguồn năng lượng trên có thể là kết quả của một cặp điểm phát xạ sóng radio sáng quay quanh lỗ đen siêu lớn. Những “điểm nóng” như vậy quay tròn ở vị trí quá gần với lỗ đen, nơi trọng lực và bức xạ có tác động cực lớn.

“Sự phát xạ này có thể liên quan đến một số hiện tượng kỳ lạ xảy ra tại khu vực gần miệng của một lỗ đen siêu lớn”, tiến sẽ Tomoharu Oka của Đại học Keio cho biết.

Một giả thuyết được đưa ra để giải thích cho hiện tượng này, đó là các "điểm nóng" (hot spot) đôi khi có thể hình thành trong đĩa vật chất của lỗ đen, phát ra tín hiệu ở bước sóng vi sóng. Khi điểm nóng quay, hướng về Trái đất với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, các hiệu ứng tương đối (relativistic effects) sẽ làm khuếch đại tín hiệu.

Giới thiên văn học gần đây đã dậy sóng với bức ảnh đầu tiên chụp được về khu vực xung quanh một lỗ đen khổng lồ trong thiên hà M87. Rất có khả năng hình ảnh thứ hai sẽ là của lỗ đen siêu lớn trong chính thiên hà chúng ta - Sgr A*.

Video dưới đây của NASA cung cấp một cái nhìn tương đối chi tiết về lỗ đen lớn nằm gần lõi của thiên hà M87:

Việc nghiên cứu các điểm phát sáng nêu trên có thể cho phép các nhà thiên văn học tìm ra tác động của lực hấp dẫn cực độ lên không gian và thời gian, đặc biệt là hiểu sâu hơn về hành vi của các lỗ đen siêu lớn.