Trong vũ trụ bao la, có những con quái vật sở hữu một lực hấp dẫn mạnh đến mức không gì, kể cả ánh sáng, có thể thoát khỏi nanh vuốt của chúng. Đó chính là các lỗ đen. Và trong số những con quái vật đó, có những gã khổng lồ với kích thước thách thức mọi giới hạn tưởng tượng của con người, điển hình là S5 0014+81.
 |
Lỗ Đen Là Gì?Trước hết, cần hiểu rằng lỗ đen không phải là một cái "lỗ" hay "hố" nào cả. Đó là một vùng không-thời gian bị biến dạng cực độ bởi một lượng vật chất khổng lồ được nén vào một không gian cực kỳ nhỏ. Chân trời sự kiện: Xung quanh mỗi lỗ đen là một ranh giới vô hình gọi là chân trời sự kiện. Đây là "điểm không thể quay đầu". Bất cứ vật chất hay bức xạ nào vượt qua ranh giới này sẽ bị giam cầm vĩnh viễn. Màu "Đen": Nó được gọi là "đen" vì nó hấp thụ toàn bộ ánh sáng đi qua chân trời sự kiện và không phản xạ lại bất cứ thứ gì, giống như một vật đen tuyệt đối trong nhiệt động lực học.
|
 |
S5 0014+81: Một Quái Vật Vũ TrụS5 0014+81 không chỉ là một lỗ đen, nó là một chuẩn tinh (quasar) – một trong những vật thể sáng nhất vũ trụ. Ánh sáng chói lòa của nó không đến từ chính lỗ đen, mà từ đĩa bồi tụ vật chất bao quanh nó. Đĩa bồi tụ: Khi vật chất từ các ngôi sao hoặc đám mây khí gần đó bị lực hấp dẫn của lỗ đen hút về, chúng không rơi thẳng vào trong. Thay vào đó, chúng xoáy tròn xung quanh lỗ đen với tốc độ cực lớn, tạo thành một cái đĩa phát sáng rực rỡ. Ma sát cực độ trong đĩa bồi tụ này làm vật chất nóng lên hàng triệu độ, phát ra một lượng bức xạ khổng lồ. Luồng phụt tia năng lượng (Jets): Do tác động của sự quay và từ trường cực mạnh, một phần vật chất trong đĩa bồi tụ sẽ được bắn ra ngoài dưới dạng hai luồng hạt và bức xạ năng lượng cao, di chuyển với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng từ hai cực của lỗ đen.
Lỗ đen siêu khối lượng tại tâm của chuẩn tinh S5 0014+81 có những thông số đáng kinh ngạc: Khối lượng: Khoảng 40 tỷ lần khối lượng Mặt Trời của chúng ta. Đường kính: Chân trời sự kiện của nó có đường kính khoảng 236 tỷ km, lớn gấp 47 lần khoảng cách từ Mặt Trời đến Sao Hải Vương.
Để dễ hình dung, nếu đặt Hệ Mặt Trời của chúng ta vào hình ảnh so sánh, toàn bộ quỹ đạo của Sao Diêm Vương (Pluto) cũng chỉ là một dấu chấm nhỏ bé so với kích thước của gã khổng lồ này. Hình Ảnh Đầu Tiên Về Lỗ ĐenDù chúng ta đã biết về sự tồn tại của lỗ đen từ lâu, nhưng phải đến ngày 10 tháng 4 năm 2019, nhân loại mới lần đầu tiên "nhìn thấy" nó. Các nhà khoa học thuộc dự án Kính thiên văn Chân trời sự kiện (EHT) đã công bố hình ảnh đầu tiên về lỗ đen siêu khối lượng ở trung tâm thiên hà Messier 87 (M87). "Chiếc bóng" của lỗ đen: Vòng tròn màu đen ở giữa hình ảnh không phải là chính lỗ đen, mà là "chiếc bóng" của nó. Chân trời sự kiện thực sự nằm bên trong vùng tối đó. Vòng sáng rực rỡ: Vòng vật chất phát sáng bao quanh chính là phần đĩa bồi tụ gần nhất với chân trời sự kiện, được khuếch đại và bẻ cong bởi hiệu ứng thấu kính hấp dẫn của chính lỗ đen.
|
 |
| Hình minh họa một lỗ đen có khối lượng gấp vài lần Mặt Trời cùng với sao đồng hành của nó chuyển động gần nhau đến mức khoảng cách giữa chúng nhỏ hơn giới hạn Roche. Vật chất của ngôi sao gần đó bị lỗ đen hút về tạo nên đĩa bồi tụ vật chất. Chùm hạt và bức xạ năng lượng cao phóng ra ở hai cực do tác động của sự quay quanh trục và từ trường của lỗ đen. |
Việc nghiên cứu những gã khổng lồ như S5 0014+81 và M87* không chỉ giúp chúng ta hiểu hơn về những vật thể kỳ lạ nhất vũ trụ, mà còn là chìa khóa để giải mã những bí ẩn sâu sắc nhất về lực hấp dẫn, không-thời gian và sự tiến hóa của các thiên hà.
