Chắc hẳn chúng ta đều đã quen với hình ảnh các hành tinh quay quanh ngôi sao. Nhưng nếu các hành tinh không chỉ quay quanh các ngôi sao mà chúng ta thường thấy, mà thay vào đó là quay quanh các hố đen thì sao? Gần đây, các nhà khoa học đã khám phá ra những hành tinh như vậy. Có hàng ngàn “thế giới ma” đang bao quanh các hố đen siêu lớn.
Hố đen quái vật hay hố đen siêu lớn là những thuật ngữ dùng để chỉ các hố đen có kích thước rất lớn và cực kỳ mạnh mẽ. Trong đó, hố đen quái vật ở trung tâm các thiên hà là đáng gờm nhất, vì chúng thường có khối lượng lớn nhất và hung dữ nhất trong tất cả các hố đen. Chúng “ăn” vật chất một cách tham lam đến mức xung quanh chúng luôn có một vùng năng lượng chói lóa, làm lu mờ mọi thứ ở gần đó. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Keiichi Wada từ Đại học Kagoshima dẫn đầu, đã xác định được trong ánh sáng chói lóa đó, một lớp hành tinh kỳ lạ, mà họ đặt tên là Blanet.
Như các tác giả giải thích trong ấn phẩm trực tuyến:
“Ở đây, chúng tôi nghiên cứu các quá trình đông tụ bụi và các điều kiện vật lý hình thành Blanet”.
Theo đó, Blanets có thể hoàn toàn hình thành từ bụi vũ trụ, bay xung quanh các hố đen quái vật. Bụi và khí đó bao quanh hố đen, tạo thành một đĩa bồi tụ, tương tự như đĩa bồi tụ xung quanh các ngôi sao trẻ, nơi các hành tinh được sinh ra. Trước đó, họ đã tìm thấy sự xuất hiện của các ngôi sao xung quanh Sagittarius A*, hố đen quái vật ở trung tâm thiên hà Milky Way của chúng ta, được cho là hình thành theo cách tương tự, khi hố đen vẫn còn hoạt động. Năm ngoái, một nghiên cứu khác của Tiến sĩ Wada đã chỉ ra rằng hành tinh có thể tồn tại và quay quanh một hố đen quái vật, nếu chúng ở đủ xa hố đen để có một nơi sống yên bình. Họ ước tính mỗi “hệ mặt trời hố đen” có thể có hàng ngàn hành tinh, tất cả đều rất lớn. Trong nghiên cứu mới này, việc tìm ra cách chúng hình thành đã xác nhận giả thuyết. Theo Tiến sĩ Wada, việc hình thành các hành tinh xung quanh hố đen dễ dàng hơn so với việc hình thành các ngôi sao. Và để sở hữu một “hệ mặt trời hố đen”, hố đen quái vật ở trung tâm thiên hà đó phải hoạt động ở độ sáng tương đối thấp trong suốt cuộc đời của chúng.
Ngôi Sao Quay Quanh Hố Đen Với Tốc Độ Chóng Mặt
Việc phát hiện một ngôi sao quay quanh gần một hố đen chưa từng được chứng kiến trước đây. Ngôi sao mới được phát hiện quay quanh hố đen tử thần với tốc độ hai vòng mỗi giờ và là ngôi sao gần hố đen nhất từng được phát hiện. Đây là quỹ đạo gần nhất mà các nhà khoa học đã khám phá ra. Hai kính viễn vọng không gian của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA), là Đài quan sát tia X Chandra và NuSTAR, cùng với hệ thống kính viễn vọng vô tuyến ATCA của Úc, đặt tại New South Wales, đã khám phá ra ngôi sao này.
Ngôi sao và hố đen nói trên nằm trong một cụm sao thuộc Dải Ngân Hà, cách Trái Đất 14.800 năm ánh sáng. Kính viễn vọng Chandra cho thấy, thời gian để ngôi sao hoàn thành một vòng quay quanh hố đen có thể khoảng 28 phút. Dựa trên bằng chứng thu được, các nhà khoa học đã xác định đây là một sao lùn trắng, quay quanh hố đen ở khoảng cách chỉ gấp 2,5 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng. Chưa có ngôi sao nào từng được phát hiện quay quanh một hố đen tử thần, ở cự ly gần như vậy. Theo Tiến sĩ Arash Bahramian, tác giả của nghiên cứu, “Sao lùn trắng này ở quá gần hố đen đến mức vật chất bị kéo ra khỏi nó và đổ vào đĩa vật chất bao quanh hố đen trước khi rơi vào”. Mặc dù sao lùn trắng không có nguy cơ bị rơi vào hoặc bị phá hủy bởi hố đen, nhưng số phận của nó cũng không chắc chắn.
Phó Giáo sư James Miller-Jones, thành viên của Trung tâm Nghiên cứu Thiên văn Vô tuyến Quốc tế (ICRAR), cho biết:
“Ngôi sao này có thể đã bị hút vào hố đen cách đây hàng chục triệu năm và đã mất đi phần lớn khối lượng của nó. Theo thời gian, quỹ đạo của ngôi sao sẽ ngày càng rộng ra, vật chất của nó sẽ bị mất thêm. Cuối cùng nó sẽ trở thành một vật thể kỳ lạ, giống như hành tinh kim cương nổi tiếng đã được phát hiện cách đây vài năm”.
Theo Vlad Tudor, từ Đại học Curtin, đồng tác giả nghiên cứu, trường hợp trên có thể là một sao neutron, bị tách ra khi vật chất bị hút vào hố đen.
“Nó giống như khi bạn xoay trục trung tâm của một con quay hồi chuyển để làm cho nó quay, nhưng lý thuyết này không giải thích được mọi thứ chúng ta đang thấy ở đây. Vì vậy, lời giải thích tốt nhất hiện tại là có một sao lùn trắng, ở một khoảng cách cực kỳ gần hố đen”.
Phát Hiện Ánh Sáng Đầu Tiên Của Vũ Trụ Sau Vụ Nổ Lớn
Cuộc tìm kiếm kéo dài cả thập kỷ và kết quả đến sớm hơn nhiều so với dự kiến, được mô tả là bước đột phá thiên văn lớn nhất, kể từ khám phá đoạt giải Nobel năm 2015. Gần đây, các nhà thiên văn học đã công bố phát hiện ra những ngôi sao đầu tiên, được hình thành sau Vụ Nổ Lớn đã khai sinh ra vũ trụ, khiến giới khoa học vô cùng phấn khích. Mặc dù những phát hiện mới này cần được xác nhận bằng các thí nghiệm độc lập, nhưng các nhà nghiên cứu hy vọng, điều này có thể giúp làm sáng tỏ bí ẩn về vật chất vô hình chiếm phần lớn trong vũ trụ. Theo nhà thiên văn học Judd Bowman, thuộc Đại học Quốc gia Arizona, người đứng đầu dự án nghiên cứu, “Việc tìm thấy những dấu hiệu nhỏ bé vô cùng này, đã mở ra một hướng đi mới trong nghiên cứu vũ trụ học sơ khai. Bằng chứng cho thấy các ngôi sao đã hoạt động cách đây 13,6 tỷ năm (khoảng 180 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn)”.
Dữ liệu thu được cho thấy, vũ trụ sơ khai có vẻ lạnh hơn gấp đôi so với suy nghĩ trước đây, vào khoảng -270 độ C. Một số nhà khoa học tin rằng điều này có thể liên quan đến “vật chất tối”, nhiệt độ trên có thể do sự tương tác của vật chất thông thường và chuyển năng lượng sang vật chất tối. Vô hình đối với kính viễn vọng, vật chất tối được cảm nhận thông qua lực hấp dẫn mà nó tác động lên các vật thể khác trong vũ trụ. Tuy nhiên, sự tồn tại của nó không thể được giải thích bằng lý thuyết vật lý chính thức, về các hạt cơ bản. Các nhà khoa học tin rằng, khoảng 400.000 năm sau Vụ Nổ Lớn, vũ trụ hoàn toàn chìm trong bóng tối, với thành phần chính là khí hydro. Lực hấp dẫn kéo các vùng có nồng độ khí dày đặc nhất lại với nhau, tạo thành các ngôi sao. Mặt Trời và Hệ Mặt Trời hình thành khoảng 9 tỷ năm sau đó. Những ngôi sao đầu tiên này, nguồn gốc của tất cả các nguyên tố nặng trong vũ trụ, chứa các nguyên tố cần thiết cho sự sống.
Hố Đen Lang Thang Bóp Méo Không Gian, Tạo Ảo Ảnh Trong Dải Ngân Hà
Vật thể này được tìm thấy từ một sự kiện thiên văn bí ẩn, được gọi là MOA-11-191/OGLE-11-0462, được phát hiện bởi hai cuộc khảo sát riêng biệt, Thí nghiệm Thấu kính Hấp dẫn Quang học (OGLE) và Quan sát Thấu kính Vi mô trong Vật lý Thiên văn (MOA). Nó vừa được xác định là một hố đen, hiện đang lang thang trong không gian cách Trái Đất 5.200 năm ánh sáng. Nghiên cứu quốc tế do Tiến sĩ Kailash Sahu, từ Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian dẫn đầu cho biết:
“Đây là lần đầu tiên một hố đen lang thang bị bắt giữ, mặc dù các tính toán cho thấy có từ 10 triệu đến 1 tỷ hố đen như vậy, mang khối lượng của một ngôi sao khổng lồ, trôi dạt khắp thiên hà Milky Way của chúng ta.”
Nhưng chúng ta không thể nhìn thấy chúng, vì hố đen hoàn toàn tối. Hố đen bí ẩn này được phát hiện gián tiếp, thông qua những ảo ảnh mà nó đang lan tỏa. Trường hấp dẫn của hố đen này làm cong không-thời gian xung quanh, do đó làm biến dạng và xoắn bất kỳ ánh sáng nào đi qua nó. Khi quan sát một số ngôi sao, các nhà khoa học đã nhận thấy một thứ vô hình đang phóng đại và bẻ cong ánh sáng sao: đó chính là hố đen mà họ đang tìm kiếm.
Trước đây, hố đen này, chỉ được biết đến bởi hai cuộc khảo sát như một vật thể không xác định, đang di chuyển trong Dải Ngân Hà với tốc độ 45 km/s, được đại diện bởi sự kiện phóng đại ánh sáng sao. Hố đen này xuất hiện vào ngày 2 tháng 6 và đạt đỉnh vào ngày 20 tháng 7 năm 2011, trong 270 ngày với mức độ cao bất thường. Bằng cách so sánh các khả năng khác nhau và dữ liệu từ tám quan sát của Kính viễn vọng Không gian Hubble, họ nhận thấy, chỉ có hố đen mới có thể đáp ứng tất cả các dấu hiệu trên.
Hố đen lang thang này nặng gấp khoảng 7,1 lần khối lượng của Mặt Trời và có đường kính chỉ khoảng 42km.
Kết luận
Những khám phá mới nhất về vũ trụ đã mở ra những góc nhìn mới mẻ và thú vị về sự hình thành và hoạt động của các thiên thể. Từ việc phát hiện hàng ngàn “thế giới ma” Blanet bao quanh hố đen siêu lớn, đến ngôi sao quay quanh hố đen với tốc độ chóng mặt, hay ánh sáng đầu tiên của vũ trụ sau Vụ Nổ Lớn, và cả hố đen lang thang tạo ra ảo ảnh trong dải Ngân Hà, tất cả đều cho thấy vũ trụ rộng lớn và chứa đựng vô vàn điều bí ẩn mà con người vẫn đang tiếp tục khám phá. Những nghiên cứu này không chỉ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về vũ trụ mà còn gợi mở những câu hỏi lớn hơn về nguồn gốc, sự tồn tại và số phận của chúng ta trong vũ trụ bao la này.