CNN
–

Đó là một màn trình diễn ánh sáng không gian vô song.

Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã phát hiện ra ánh sáng từ phía sau một lỗ đen, đáp ứng một dự đoán bắt nguồn từ thuyết tương đối rộng của Albert Einstein.

Nhà vật lý thiên văn Dan Wilkins của Đại học Stanford và các đồng nghiệp của ông đã quan sát thấy tia X phát ra từ một lỗ đen siêu lớn nằm ở trung tâm của một thiên hà cách Trái đất 800 triệu năm ánh sáng.

Những đốm sáng chói lóa này không có gì lạ vì mặc dù ánh sáng không thể thoát ra khỏi hố đen, nhưng lực hấp dẫn khổng lồ xung quanh nó có thể đốt nóng vật chất lên tới hàng triệu độ. Điều này có thể giải phóng sóng vô tuyến và tia X. Đôi khi, vật liệu siêu nóng này được ném vào không gian bởi các tia phản lực nhanh – bao gồm cả tia X và tia gamma.

Nhưng Wilkins nhận thấy những tia X nhỏ hơn xảy ra sau đó và có nhiều màu sắc khác nhau – và chúng đến từ phía xa của lỗ đen.

Wilkins, tác giả nghiên cứu và nhà khoa học nghiên cứu tại Viện Vật lý Hạt và Vũ trụ Kavli thuộc Đại học Stanford và Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia SLAC, cho biết trong một tuyên bố.

Tuy nhiên, bản chất kỳ lạ của lỗ đen đã khiến việc quan sát trở nên khả thi.

Ông nói: “Lý do chúng ta có thể nhìn thấy nó là vì một lỗ đen đang bóp méo không gian, bẻ cong ánh sáng và quấn từ trường xung quanh chính nó.

Dan Wilkins

Lần đầu tiên người ta nhìn thấy các đốm sáng tia X từ phía xa của một lỗ đen, như trong hình này.

Nghiên cứu được công bố vào thứ Tư tuần trước trên tạp chí Thiên nhiên.

“50 năm trước, khi các nhà vật lý thiên văn bắt đầu suy đoán về cách từ trường sẽ hoạt động gần một lỗ đen, họ không biết rằng một ngày nào đó chúng ta có thể có các kỹ thuật để quan sát trực tiếp nó và thấy thuyết tương đối rộng của Einstein đang hoạt động”, ông nói. . Roger Blandford, đồng tác giả nghiên cứu và Giáo sư Luke Blossom tại Đại học Khoa học và Nhân văn và Giáo sư Vật lý tại Đại học Stanford, cho biết trong một tuyên bố.

Lý thuyết của Einstein, hay ý tưởng cho rằng lực hấp dẫn là một vật chất làm biến dạng không thời gian, tồn tại hàng trăm năm với những khám phá thiên văn mới.

Một số lỗ đen có chứa một vầng hào quang, hoặc vòng sáng hình thành xung quanh lỗ đen khi vật chất rơi vào nó và bị nung nóng đến nhiệt độ cực cao. Ánh sáng tia X này là một cách mà các nhà khoa học có thể nghiên cứu và lập bản đồ các lỗ đen.

Khi khí rơi vào lỗ đen, nó có thể tăng lên hàng triệu độ. Sự đốt nóng dữ dội này làm cho các electron tách ra khỏi các nguyên tử, tạo ra một plasma từ tính. Lực hấp dẫn mạnh của lỗ đen làm cho từ trường này vòng cung phía trên lỗ đen và quay cho đến khi nó bị vỡ.

Điều này không khác gì vầng hào quang của mặt trời, hay bầu khí quyển nóng bên ngoài. Bề mặt Mặt trời được bao phủ trong từ trường, khiến các vòng và chùm hình thành khi chúng tương tác với các hạt mang điện trong vầng hào quang của Mặt trời. Đây là lý do tại sao các nhà khoa học gọi vòng quanh lỗ đen như một vầng hào quang.

Wilkins cho biết: “Từ trường bị hạn chế và sau đó bắt giữ gần lỗ đen sẽ làm nóng mọi thứ xung quanh nó và tạo ra các electron năng lượng cao này, sau đó tạo ra tia X,” Wilkins nói.

Trong khi nghiên cứu các đốm sáng tia X, Wilkins đã quan sát thấy các tia chớp nhỏ hơn. Ông và các nhà nghiên cứu đồng nghiệp của mình nhận ra rằng các tia sáng tia X lớn hơn bị phản xạ và “cong quanh lỗ đen từ mặt sau của đĩa”, cho phép họ nhìn thấy phía xa của lỗ đen.

Wilkins nói: “Tôi đã xây dựng những dự đoán lý thuyết về việc những tiếng vang này có thể nghe như thế nào đối với chúng ta trong một vài năm. “Tôi đã nhìn thấy chúng trong lý thuyết mà tôi đang phát triển, vì vậy ngay khi tôi nhìn thấy chúng trong các quan sát bằng kính thiên văn, tôi đã có thể tìm ra mối liên hệ.”

Các quan sát được thực hiện bằng hai kính viễn vọng tia X không gian: NuSTAR của NASA và XMM-Newton của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu.

Sẽ cần nhiều giám sát hơn để hiểu về vành nhật hoa của lỗ đen và đài quan sát tia X tiếp theo của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, được gọi là Athena, sẽ phóng vào năm 2031.

Wilkins nói: “Nó có một tấm gương lớn hơn nhiều so với những gì nó từng có trên kính viễn vọng tia X, và nó sẽ cho phép chúng tôi có được những hình ảnh có độ phân giải cao hơn trong thời gian quan sát ngắn hơn nhiều. “Vì vậy, bức tranh mà chúng tôi đang bắt đầu lấy từ dữ liệu vào lúc này sẽ trở nên rõ ràng hơn nhiều với những đài quan sát mới này.”