Nhà thiên văn học chụp được hình ảnh đầu tiên về cấu trúc như vòng của lỗ đen và tia chớp mạnh mẽ.

Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã tạo ra một hình ảnh tiết lộ cấu trúc dạng vòng của một đĩa bồi tụ xung quanh một lỗ đen và tia tương đối mạnh liên quan.

Hố đen được đề cập là Messier 87 (M87), một hố đen siêu lớn cách chúng ta 55 triệu năm ánh sáng, nặng khoảng 6,5 tỷ lần khối lượng Mặt trời của chúng ta. Cho đến nay, các nhà thiên văn học chỉ có thể nhìn thấy M87 và các phản lực mà nó tạo ra trong các bức ảnh miễn phí. Giờ đây, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã khôi phục được các hình ảnh cho thấy M87 và các tia phản lực của nó cùng xuất hiện trong một bức ảnh toàn cảnh ở bước sóng 3,5 mm.

Ru-Sen Lu, thuộc Đài quan sát thiên văn Thượng Hải cho biết: “Trước đây chúng tôi đã nhìn thấy cả lỗ đen và dòng tia trong các hình ảnh riêng biệt, nhưng giờ đây chúng tôi đã chụp được bức ảnh toàn cảnh về lỗ đen cùng với dòng của nó ở bước sóng mới”. và người đứng đầu Nhóm nghiên cứu Max Planck tại Viện Khoa học Trung Quốc.

Các tia phát ra từ lỗ đen có thể di chuyển hàng trăm nghìn năm ánh sáng và vẫn là một trong nhiều bí ẩn của vũ trụ. Các nhà thiên văn học hy vọng những phát hiện mới sẽ giúp trả lời một số câu hỏi, chẳng hạn như cách chúng được tạo ra.

Hình ảnh được tạo bằng cách sử dụng Global Millimeter VLBI Array (GMVA), một mạng lưới kính thiên văn trên toàn thế giới hoạt động cùng nhau để tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao của các vật thể thiên văn. Nghiên cứu này sử dụng dữ liệu thu được với GMVA, bao gồm các kính viễn vọng được vận hành bởi Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR), Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM), Đài quan sát vũ trụ Onsala (OSO), Đài quan sát vô tuyến Metsähovi (MRO) , Yebes, Mạng VLBI Hàn Quốc (KVN), Kính thiên văn Green Bank (GBT) và Mảng đường cơ sở rất dài (VLBA).

Sự kết hợp các đài quan sát này cho phép nhóm nghiên cứu lần đầu tiên chụp được hình ảnh cấu trúc dạng vòng xung quanh lỗ đen ở bước sóng này.

Thomas Krichbaum của MPIfR cho biết: “Với khả năng chụp ảnh nâng cao của việc bổ sung ALMA và GLT vào đài quan sát GMVA, chúng tôi đã có được một viễn cảnh mới”. “Chúng tôi thực sự đã nhìn thấy chiếc máy bay phản lực ba gờ mà chúng tôi biết từ các quan sát VLBI trước đây. Nhưng bây giờ chúng ta có thể thấy tia phản lực xuất hiện như thế nào từ vòng phát xạ xung quanh lỗ đen siêu lớn trung tâm và chúng ta có thể đo đường kính của vòng ở các bước sóng khác (dài hơn).

Đường kính của vòng tròn trong ảnh lớn hơn 50 phần trăm so với những gì được thấy trong các quan sát trước đây của Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện là 1,3 mm. Đường kính của M87 đo bằng GMVA là 64 microarc giây. Con số đó tương đương với kích thước của chiếc đèn vòng selfie nhỏ trên Trái đất mà các phi hành gia trên Mặt trăng nhìn thấy.

Các quan sát mới cũng tiết lộ thêm chi tiết về vị trí và năng lượng của các electron năng lượng cao tạo ra bức xạ synchrotron được phát hiện từ M87. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô phỏng trên máy tính để kiểm tra các kịch bản khác nhau và kết luận rằng mức độ vành đai lớn hơn có liên quan đến dòng bồi tụ.

Các nhà nghiên cứu cũng tìm thấy một điều “đáng ngạc nhiên” trong dữ liệu của họ: bức xạ từ các vùng sâu gần lỗ đen lan rộng hơn dự kiến. Điều này có thể có nhiều ý nghĩa hơn là chỉ khí rơi vào lỗ đen. Cũng có thể có một cơn gió thổi qua, gây ra sóng gió và hỗn loạn xung quanh anh ta.

Bất chấp khám phá này, những nỗ lực tìm hiểu thêm về M87 vẫn chưa kết thúc. Các quan sát trong tương lai ở bước sóng milimet sẽ nghiên cứu sự tiến hóa theo thời gian của lỗ đen và cung cấp chế độ xem đa sắc với hình ảnh nhiều màu trong ánh sáng vô tuyến. Với một đội kính viễn vọng mạnh mẽ theo ý của họ, các nhà khoa học sẽ tiếp tục mở khóa những bí mật của vũ trụ và tiết lộ những bí ẩn của vũ trụ.