Những bức ảnh hé lộ bí ẩn về lỗ đen vũ trụ của NASA

Bức ảnh trên cho thấy tại phần trung tâm của bản đồ CDF-S, mật độ lỗ đen siêu nặng đạt mức cao nhất mà con người từng chứng kiến. Các khe rất tối ở chính giữa bản đồ này cũng đậm đặc lỗ đen như vậy. Bạn có thể đóng gói 5000 lỗ đen siêu nặng này thành một miếng vá trên bầu trời có kích thước bằng mặt trăng tròn ngày rằm, và việc lấp đầy toàn bộ bầu trời sẽ cần đến 1 tỉ lỗ đen siêu nặng.

CDF-S là tập hợp hình ảnh tia X sâu nhất từng có về vũ trụ của chúng ta được quan sát trong gần 12 tuần bằng kính viễn vọng Chandra, thợ săn tia x trên không gian hàng đầu của NASA. Khi tiếp cận điểm không thể trở về duy nhất trong vũ trụ (còn được gọi là đường chân trời biến cố), bản thân các lỗ đen không phát xạ nhưng khí giữa các ngôi sao sẽ nóng lên, tạo ra các vụ nổ các tia X năng lượng cao.

(Đường chân trời biến cố là ranh giới mà ở tại đó, lực hấp dẫn là lớn nhất, đến mức không đối tượng nào có thể thoát ra, kể cả ánh sáng)

Các lỗ đen siêu khối lượng ở ngay chính giữa ảnh

(Khối lượng mặt trời-solar mass là đơn vị khối lượng chuẩn trong thiên văn học, có giá trị xấp xỉ 10³⁰ kg)

Các nhà khoa học dùng Chandra đo lường các tia X này để lấy dấu các lỗ đen và theo dõi sự hình thành và tiến hóa của chúng trong lịch sử vũ trụ.Ánh sáng sẽ được dịch chuyển đỏ thành các phần có thể thấy được trong quang phổ để các bộ não khoa học xử lý nó, thu thập thông tin và xem xét thận trọng hơn tính dễ vỡ của sự tồn tại trong vũ trụ. (Trong ảnh các chỗ màu đỏ hơn là các tia X năng lượng thấp nhất, màu xanh dương và xanh lá là tia X mức năng lượng cao nhất và trung bình)

Dịch chuyển đỏ hay redshift là hiện tượng xảy ra khi nguồn sáng của đối tượng quan sát dịch chuyển ra xa người quan sát, khi đó ánh sáng hoặc các bức xạ từ tính electron khác từ đối tượng quan sát sẽ có bước sóng dài hơn hoặc dịch chuyển về phần đỏ trong quang phổ nhiều hơn (Theo Wikipedia).

Các chấm mờ phát sáng ở ngay chính giữa bức ảnh trên bao gồm các lỗ đen cách trái đất tới 12,5 tỉ năm ánh sáng, nghĩa là chúng thuộc về phần phía bên kia của vũ trụ mà chúng ta đã biết.

Các quan sát trường siêu sâu dạng này đã giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách thức hình thành các lỗ đen siêu nặng. Những hình ảnh đầy đủ trong nghiên cứu cho thấy nhiều lỗ đen có tuổi đời hàng tỉ năm và có dấu vết xuất hiện ngay sau Big Bang khoảng 1 đến 2 tỉ năm. Lỗ đen không phải là do tích lũy vật chất mà hầu hết xuất hiện sau các vụ nổ.

Các nhà thiên văn học tham gia nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết “hạt giống” cho lỗ đen có khối lượng gấp 10 đến 100 ngàn lần mặt trời. Điều này góp phần lý giải bí ẩn vì sao nhiều loại lỗ đen siêu nặng ở trung tâm các thiên hà có thể nhanh chóng tiêu thụ đủ vật chất để đạt được khối lượng gấp hàng tỉ lần mặt trời trong vũ trụ thời nguyên thủy.