"Hình ảnh thế kỷ" về hố đen siêu trọng lượng sắp xuất hiện

Từ thế kỷ 18, các nhà thiên văn học đã thảo luận khả năng các đối tượng kỳ lạ siêu lớn trong không gian. Lực hấp dẫn của nó hút tất cả mọi thứ xung quanh nó bao gồm cả ảnh sáng. Các nhà khoa học gọi đó là hố đen vũ trụ  nhưng thực tế, bản thân họ cũng không biết chính xác thế nào là hố đen vì chưa bao giờ họ thực sự thấy chúng. Tuy nhiên, lực hấp dẫn chính là bằng chứng của sự tồn tạo đó.

Todd Thompson, giáo sư thiên văn học của đại học Ohio nói trên tờ Business Insider: “Chúng tôi có bằng chứng về sự tồn tại của những hố đen. Chúng xuất phát từ các quỹ đạo của các sao xung quanh lỗ đen siêu trọng lượng tại trung tâm dải Ngân Hà”.

Hình ảnh của siêu hố đen Cygnus X-1.

Một đội ngũ chuyên dụng về vật lý thiên văn được trang bị với những kính viễn vọng kích thước lớn, tối tân nhất đi thực hiện sứ mệnh tìm ra bằng chứng xác đáng nhất. Nếu họ thành công, chúng ta sẽ được chiêm ngưỡng bức hình đầu tiên về hố đen siêu khối lượng

Theo các nhà khoa học tại đài quan sát thiên văn Haystack của Viện công nghệ Massachusetts, một trong 13 viện nghiên cứu khắp thế giới tham gia vào dự án, đó sẽ trở thành “bức ảnh của thế kỷ”.

Dự án đầy tham vọng đó có tên Event Horizon Telescope (Kính thiên văn Chân trời sự kiện). EHT được dự đoán là vô cùng khó khăn. Tuy nhiên những kết quả nghiên cứu tiến bộ gần đây sẽ là động lực tiếp sức cho các nhà khoa học bước tiếp.

EHT ban đầu được cho là rất phức tạp vì theo định nghĩa, những hố đen không phát ra ánh sáng và dường như vô hình. Trong thực tế, các hố đen tồn tại bằng cách nuốt chửng ánh sáng và bất cứ thứ gì gần chúng như bụi, khí, ngôi sao.

Làm thế nào để phát hiện ra những vật vô hình. Câu hỏi này đã khiến các nhà khoa học nghĩ đến việc phải sử dụng kính viễn vọng sub-millimeter tiên tiến nhất trong lịch sử, có khả năng phát hiện ra bước sóng ánh sáng mà mắt người không thể nhìn thấy.

Đội ngũ EHT đã dự tính sẽ phóng to vào vị trí của một chấm siêu nhỏ trên bầu trời hướng về trung tâm của dải Ngân Hà bởi họ tin rằng đó chính là lỗ đen siêu khối lượng gấp 4 triệu lần khối lượng Mặt Trời.

Hình ảnh hố đen đang nuốt dần khí bụi trong vũ trụ

Mọi hố đen đều có một điểm không trở lại, gọi là "chân trời sự kiện". Một khi ánh sáng hoặc bất cứ thứ gì khác trong vũ trụ đi qua chân trời sự kiện, nó sẽ không bao giờ thoát ra khỏi đó. Mãi mãi.

Tuy nhiên, Các nhà khoa học có thể tìm thấy tài liệu trước khi nó rơi vào bóng tối vĩnh viễn. Đội ngũ EHT sẽ cố gắng chụp ảnh lại vòng tròn của bức xạ vạch ra trên đường chân trời. Các chuyên gia gọi đó là “bóng râm” của lỗ đen. Theo ông Shep Doeleman của MIT, đó sẽ là bằng chứng rõ ràng nhất chứng minh sự tồn tại của hố đen.

Tuy nhiên, theo quan điểm của các nhà khoa học, bóng râm này vô cùng nhỏ. Nếu nhìn từ Trái Đất sẽ thấy hố đen xuất hiện trên Mặt Trăng có kích thước bằng quả nho.

Để có một cái nhìn cụ thể hơn, những nhà nghiên cứu khác trong EHT ở đại học Arizona đã tiến hành mô phỏng hố đen ở trung tâm dải Thiên Hà và bóng râm của nó.

Dimitrios Psaltis, đại học Arizona cho biết: “Nếu chúng tôi chỉ chú ý tìm kiếm một màu đen kịt trên bầu trời thì thật khó khăn. Vòng tròn ánh sáng của bóng râm khiến lỗ đen dễ phát hiện hơn rất nhiều. Hình ảnh mô phỏng giúp chúng tôi tìm ra cách để phân biệt dấu hiệu này từ tất cả các vật chất dưới dạng plasma xoáy xung quanh lỗ đen”.

Các chuyên gia đã sử dụng đến siêu máy tính mạnh mẽ nhất để tạo ra hố đen với hình ảnh chính xác hơn, cụ thể hơn so với lỗ đen trực quan xuất hiện trong phim "Hố đen tử thần" của đạo diễn Christopher Nolan.

Hình ảnh bóng râm (bên trái là hình các nhà khoa học tưởng tượng, bên phải là hình họ mong đợi sẽ ghi nhận được dưới sự hỗ trợ của công nghệ)

Với mục đích xa hơn, tăng cơ hội trông thấy bóng râm lỗ đen, các chuyên gia EHT đã liên tục cải tiến, thêm nhiều kính thiên văn mới vào mạng lưới toàn cầu của họ. Điều này sẽ cho phép EHT đo lường chính xác và chi tiết cụ thể hơn.

Hệ thống kính thiên văn vô tuyến lớn nhất thế giới Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) cho phép các nhà thiên văn học quan sát vũ trụ với độ nhạy và độ phân giải lớn chưa từng có dự kiến sẽ sớm có mặt trong dự án của EHT.

Trong tháng 7, các nhà khoa học đã cài đặt siêu đồng hồ nguyên tử chính xác nhất thế giới, trị giá 250.000 USD tại cơ sở hoạt động của ALMA. Đồng hồ này sẽ đồng bộ tất cả kính thiên văn của ALMA để đảm bảo họ ghi được thông tin chính xác đến từng mili giây. Trong thực tế, đồng hồ nguyên tử này rất chính xác và có thể giữ vững phong độ hoạt động trong 100 triệu năm tới.