Hố đen là gì, có thể lớn đến cỡ nào?

Hố đen là một vùng trong không gian vũ trụ mà trường hấp dẫn ngăn cản mọi thứ, bao gồm cả ánh sáng cũng không thể thoát ra. Thuyết tương đối rộng cho rằng, một lượng vật chất với khối lượng đủ lớn nằm trong phạm vi đủ nhỏ sẽ làm biến dạng không gian để trở thành hố đen. 

Theo lý thuyết đó, hố đen có thể được hình thành từ cái “chết” của những ngôi sao có khối lượng rất lớn trong giai đoạn cuối của chúng. Sau khi hình thành, hố đen tiếp tục thu hút vật chất từ môi trường xung quanh và khối lượng của nó tăng dần lên theo thời gian.

Hình ảnh mô phỏng một hố đen siêu lớn với khối lượng từ hàng triệu đến hàng tỉ lần so với Mặt Trời (Nguồn NASA)

Trong những thập kỷ gần đây, các nhà thiên văn cho rằng các hố đen siêu lớn có thể nằm ở trung tâm của hầu hết các thiên hà lớn. Dải Ngân Hà của chúng ta được cho là có chứa một hố đen ở trung tâm lớn gấp bốn triệu lần Mặt Trời. Còn thiên hà khổng lồ hình elip có tên gọi M87 ở tương đối gần chúng ta được cho là có một hố đen bằng 6 tỷ lần khối lượng Mặt Trời.

Người ta cho rằng những thiên hà xa xôi khác có hố đen ở trung tâm thậm chí còn lớn hơn nữa.

Vậy hố đen có thể phát triển lớn đến cỡ nào? Nghiên cứu mới của trường Đại học Leicester tại Anh cho thấy rằng, các hố đen ở trung tâm của các thiên hà có thể phát triển lớn gấp 50 tỷ lần Mặt Trời trước khi mất đi đĩa khí (dòng khí khổng lồ hình đĩa quay xung quanh hố đen) mà chúng cần có để tự duy trì.

Nhà thiên văn học Andrew King đã dẫn đầu một nhóm nghiên cứu những vùng không gian xung quanh các hố đen siêu lớn, nơi những thứ bị hố đen hút vào tạo thành một dòng khí khổng lồ hình đĩa quay xung quanh hố đen. Ông cho biết, dòng khí này mất dần năng lượng và bị hút dần vào bên trong lỗ đen. Những dòng khí này không ổn định và sẽ bị hố đen nghiền vụn ra, các vật chất trong dòng khí sẽ tạo thành những ngôi sao mới.

Giáo sư King đã tính toán xem một hố đen có thể phát triển lớn đến cỡ nào mà vẫn giữ được đĩa khí ổn định ở bên ngoài nó. Ông kết luận kích cỡ đó sẽ là lớn gấp 50 tỷ lần khối lượng Mặt Trời.

Nghiên cứu cho thấy rằng nếu không có đĩa khí này, các hố đen sẽ ngừng phát triển, có nghĩa là 50 tỷ Mặt Trời gần như sẽ là giới hạn của nó. Cách duy nhất để nó có thể phát triển lớn hơn nữa là khi có một ngôi sao ở gần bị hố đen hút vào, hoặc có một hố đen khác sáp nhập với nó.

Theo Trung Hiếu/ TGVN