Cập nhật đồ họa cho tấm ảnh hố đen đầu tiên của nhân loại: Giờ đã thấy được cả hiệu ứng của từ trường!

Tấm ảnh hố đen vũ trụ đầu tiên của nhân loại vừa rõ nét thêm chút đỉnh. Khi những chuyên gia công tác tại Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện (EHT) lần đầu công bố bức ảnh đi vào lịch sử , nhiều người hứng khởi, nhưng cũng không ít người thất vọng chút đỉnh khi công nghệ chưa tạo ra được hình ảnh như kỳ vọng.

Mới đây thôi, các chuyên gia vừa thêm phân cực ánh sáng vào tấm ảnh đăng hồi 2019, thể hiện rõ được cách thức từ trường di chuyển xung quanh một hố đen.

“Không có nhiều dữ liệu liên quan tới các yếu tố vật lý liên quan tới khí gas bay quanh hố đen”, Sara Issaoun, một chuyên gia thuộc đội ngũ nghiên cứu hố đen tại EHT nhận định. “Nhìn vào ánh sáng bị phân cực, chúng tôi thấy thông tin liên quan tới từ trường của hố đen”.

EHT sử dụng một mạng lưới gồm 8 kính viễn vọng nằm rải rác trên mặt đất để quan sát không gian; nói một cách khác, họ biến Trái Đất thành một kính viễn vọng vô tuyến khổng lồ, “nhìn” thấu được hố đen siêu khổng lồ nằm tại trung tâm thiên hà M87 nằm cách chúng ta 55 triệu năm ánh sáng. 

Những ánh sáng mà EHT thu được phóng ra từ các electron khi chúng tăng tốc trong từ trường của hố đen, và chiều của từ trường được thể hiện thông qua các phân cực ánh sáng.

Đo đạc số ánh sáng phân cực này, đội ngũ EHT phát hiện ra từ trường có cảm ứng từ trong khoảng từ 1-30 gauss, tức là gấp khoảng 50 lần sức mạnh từ trường Trái Đất khi đo tại hai cực (là điểm từ trường Trái Đất mạnh nhất).

“Ánh sáng phân cực cong lại thành vòng xoáy. Chúng cho chúng tôi biết từ trường quanh hố đen ổn định ra sao, và điều này quan trọng lắm bởi lẽ chỉ một từ trường ổn định mới bắn ra được tia vật chất - một từ trường rối loạn không thể làm vậy”, cô Issaoun nhận định.

Một số hố đen, bao gồm cả hố đen siêu khổng lồ của thiên hà M87, có khả năng phóng ra những tia vật chất; cho tới nay, ta vẫn chưa hiểu cơ chế này của hố đen. Các nhà nghiên cứu giả định rằng từ trường đóng vai trò lớn trong việc tạo hình và phóng tia, tuy nhiên bằng chứng hậu thuẫn giả thuyết vẫn còn hữu hạn.

“Quá trình sản sinh tia vật chất quả thật đáng ngạc nhiên - một thứ có kích cỡ tương đương Hệ Mặt Trời của ta có thể bắn ra một tia bay xuyên cả thiên hà, thậm chỉ xuyên cả thiên hà lân cận”, cô Issaboun nói. “Khi chúng tôi đã được tận mắt chứng kiến từ trường của hố đen, và rồi đã liên kết được nó với tia vật chất - là quá trình tỏa năng lượng mạnh nhất trong vũ trụ”.

Hoạt động đo đạc từ trường của hố đen cho phép các nhà nghiên cứu lược bỏ những giả thuyết sai lầm về cách hố đen hoạt động và việc hình thành tia vật chất. Khi so sánh với tổng cộng 120 mô hình giả lập, nhóm nghiên cứu thấy chỉ 15 trong số đó ăn khớp với dữ liệu thu thập được

Chưa rõ những mô hình trên phù hợp với cách hoạt động của đa số các hố đen, hay nó chỉ đại diện cho cách thức hố đen tại M87 vận hành. Dựa trên những dữ liệu thu được cho tới này, các nhà khoa học nhận định hầu hết các hố đen phóng ra được những tia vật chất mạnh mẽ sẽ đều tương tự hố đen ngụ tại thiên hà M87.

Khi thêm được vài kính viễn vọng nữa vào dàn thiết bị EHT, khoa học sẽ xác định rõ được cách thức phóng tia vật chất của các hố đen. Mong dự án này sẽ sớm đơm hoa kết trái.

Theo New Scientist