Vô tình phát hiện lỗ đen gần Trái Đất nhất từ trước đến nay mà chúng ta không hề hay biết

Theo National Geographic, lỗ đen mới được phát hiện nằm trong hệ sao đôi HR 6819 thuộc chòm sao Telescopium ở phía Nam bán cầu. Tính toán của các nhà thiên văn học cho thấy, lỗ đen mới được phát hiện này chỉ cách Trái Đất 1.001 năm ánh sáng, trở thành lố đen gần nhất từ trước đến nay. Trước đó, lỗ đen từng được coi là gần chúng ta nhất thuộc hệ sao A0620-00, cách Trái Đất 3000 năm ánh sáng.

"Đây là hệ sao đã được con người đã nghiên cứu ngay từ những năm 1980. Tuy nhiên, dường như nó (lỗ đen) nằm ngay ở đó mà chúng ta không phát hiện ra được", Kareem El-Badry, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại đại học California, Berkeley chia sẻ.

Ảnh chụp hệ sao HR 6819 (màu xanh, ở chính giữa ảnh) từ kính thiên văn. HR 6819 bao gồm 2 ngôi sao và 1 lỗ đen mới được phát hiện.

Vô tình phát hiện ra lỗ đen khi đang nghiên cứu hệ sao đôi

Về cơ bản, việc quan sát và tìm kiếm lỗ đen là một thử thách thực sự với các nhà thiên văn học. Lực hấp dẫn của lỗ đen mạnh đến mức ánh sáng cũng không thể thoát ra. Do không thể quan sát trực tiếp, các nhà thiên văn học bắt buộc phải tìm kiếm sự tồn tại của lỗ đen bằng cách quan sát những tác động hấp dẫn của chúng lên các thiên thể xung quanh. Đó cũng là cách các nhà nghiên cứu tại ESO tình cờ phát hiện ra lỗ đen này.

Cụ thể, các nhà thiên văn học đã sử dụng kính viễn vọng MPG/ESO khẩu độ 2,2 mét ở Đài thiên văn La Shilla (Chile) để quan sát hệ sao HR 6819 nhằm hiểu rõ hơn về quỹ đạo của các hệ sao đôi.

Sau khi quan sát kĩ càng suốt vài tháng, bản đồ quỹ đạo của HR 6819 đã được các nhà thiên văn học thiết lập. Tuy nhiên, những dữ liệu phân tích về quỹ đạo sao khiến các nhà thiên văn học nhận ra sự xuất hiện của một vật thể có lực hấp dẫn cực lớn đang ‘ẩn mình’ trong hệ sao này.

Lỗ đen trong hệ sao HR 6819 nhỏ hơn so với một số lỗ đen khác tồn tại trong vũ trụ. Với khoảng cách 1.000 năm ánh sáng, lỗ đen này không gây nguy hiểm cho Trái Đất. (Ảnh minh họa)

Cụ thể, một trong hai ngôi sao thuộc hệ sao HR 6819 đang quay quanh một vật thể vô hình với vận tốc cực lớn theo quỹ đạo 40 ngày. Trong khi đó, ngôi sao đồng hành còn lại quay xung quanh ở khoảng cách lớn hơn rất nhiều. Sau khi đưa ra các giả thuyết và tính toán, vật thể thứ ba bí ẩn này đã được giới nghiên cứu đưa ra kết luận: Đây chính là một lỗ đen

"Một vật thể vô hình với khối lượng gấp 4 lần Mặt Trời như vậy chỉ có thể là một lỗ đen", Thomas Rivinius, nhà thiên văn học tại Đài thiên văn La Shilla cho biết. "Hệ sao này có chứa một lỗ đen gần Trái Đất nhất từ trước đến nay".

Đáng chú ý, với khoảng cách khá gần Trái Đất như vậy, những người yêu thích thiên văn học ở Nam bán cầu có thể nhìn thấy hệ sao HR 6819 bằng mắt thường vào những đêm trời quang đãng.

"Chúng tôi hoàn toàn bất ngờ khi nhận ra đây là hệ sao có chứa lỗ đen đầu tiên có thể nhìn thấy bằng mắt thường", Petr Hadrava, nhà khoa học tại Viện hàn lâm Khoa học Cộng hòa Séc cho biết.

Khung cảnh tại hệ sao HR 6819: Ngôi sao (màu xanh) đang quay xung quanh một lỗ đen vô hình (màu đỏ), trong khi một ngôi sao khác (màu xanh) quay xung quanh ở khoảng cách lớn hơn.

Có thể có hàng triệu lỗ đen đang 'ẩn mình' trong Ngân Hà

Để có thể phát hiện được lỗ đen, các nhà khoa học thường phải lần theo dấu vết đặc trưng nhất của chúng. Đó chính là tia X, vốn được hố đen giải phóng ra khi chúng ‘ngấu nghiến’ vật chất từ một ngôi sao ‘xấu số’ vô tình bay ngang qua.

Nhờ phương pháp này, các nhà khoa học đã phát hiện được sự hiện diện của nhiều hố đen có trong Ngân Hà.

Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn cho rằng có thể có hàng triệu lỗ đen trên khắp thiên hà không hề phát ra tia X. Lỗ đen mới được phát hiện trong hệ sao HR 6819 dường như là một trong số đó. Nó không hề giải phóng tia X khi tương tác với các ngôi sao đồng hành.

"Có tới hàng trăm triệu lỗ đen đang ở ngoài kia, nhưng chúng ta hoàn toàn không hề hay biết . Việc hiểu rõ những gì cần phải tìm sẽ giúp ích chúng ta trong việc phát hiện lỗ đen", nhà thiên văn học Thomas Rivinius nói.

Bức ảnh đầu tiên chụp hố đen ở cách Trái đất 55 triệu năm ánh sáng, ở trung tâm thiên hà Messier 87.

Trong khi đó, Dietrich Baade, một nhà thiên văn học làm việc tại Đài thiên văn miền nam châu Âu gọi phát hiện mới nhất này "phần nổi của một tảng bảng chìm cực kỳ thú vị". Trên thực tế, các nhà nghiên cứu tại ESO đã để mắt tới một hệ sao đôi tương tự HR 6819 có tên LB-1, vốn được cho là cũng đang ẩn giấu một lỗ đen.

"Có lẽ còn nhiều hệ sao giống như vậy đang tồn tại," Marianne Heida, một nhà thiên văn học khác tại ESO cho biết.

"Bằng cách tìm kiếm và nghiên cứu chúng, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về sự hình thành và tiến hóa của những ngôi sao khi sinh ra đã có khối lượng lớn hơn 8 lần Mặt trời. Một ngôi sao có kích thước lớn như thế hoặc hơn thế có thể tạo ra một vụ nổ siêu tân tinh vào cuối vòng đời của nó, trước khi tự sụp đổ để trở thành lỗ đen"

Tham khảo Space.com