Được dẫn đầu bởi nhà thiên văn học Mauri Valtonen từ Đại học Turku (Phần Lan), các nhà nghiên cứu đã lần đầu tiên chụp được hình ảnh hai lỗ đen siêu lớn đang quay quanh nhau. Theo báo cáo từ BGR, khám phá này đã được công bố trên Tạp chí Vật lý Thiên văn vào ngày 9/10/2025.
Hình ảnh hai lỗ đen nằm ở trung tâm Quasar OJ 287.
Hình ảnh cho thấy hai lỗ đen nằm ở trung tâm Quasar OJ 287, cách Trái Đất khoảng 5 tỷ năm ánh sáng, đang thực hiện một quỹ đạo kéo dài 12 năm. Đây là bằng chứng trực quan đầu tiên về sự tồn tại của hệ thống lỗ đen đôi, củng cố những lý thuyết đã được đề xuất từ lâu và mở ra cơ hội mới để kiểm tra các dự đoán của thuyết tương đối rộng.
Lỗ đen là những vật thể có mật độ và khối lượng lớn đến mức không gì, kể cả ánh sáng, có thể thoát khỏi lực hấp dẫn của chúng. Hầu hết lỗ đen hình thành khi các ngôi sao khổng lồ kết thúc vòng đời và sụp đổ. Trong khi đó, lỗ đen siêu khối lượng (có khối lượng gấp hàng triệu đến hàng tỷ lần Mặt Trời) thường hình thành khi các thiên hà hợp nhất hoặc khi một lượng lớn khí và bụi tích tụ trong lõi thiên hà.
Trong một số điều kiện nhất định, lỗ đen có thể tồn tại theo cặp, được gọi là lỗ đen nhị phân. Những hệ thống này hình thành tự nhiên khi hai thiên hà hợp nhất, mỗi thiên hà mang theo một lỗ đen trung tâm riêng. Lực hấp dẫn kéo hai lỗ đen lại gần nhau, khiến chúng quay quanh nhau và có thể hợp nhất theo thời gian.
Mặc dù đã có bằng chứng gián tiếp về lỗ đen nhị phân thông qua việc phát hiện sóng hấp dẫn, nhưng chưa có hình ảnh nào trực tiếp cho thấy hai lỗ đen siêu lớn trên quỹ đạo. Hình ảnh mới này không chỉ xác nhận sự tồn tại của chúng mà còn thu hẹp khoảng cách giữa bằng chứng từ sóng hấp dẫn và quan sát trực tiếp.
Quasar OJ 287 được phát hiện lần đầu tiên vào cuối thế kỷ 19.
Lần đầu tiên được phát hiện vào cuối thế kỷ 19, Quasar OJ 287 đã thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học khi độ sáng của nó thay đổi theo chu kỳ khoảng 12 năm. Mô hình lý thuyết cho rằng một lỗ đen nhỏ hơn quay quanh một lỗ đen lớn hơn, tạo ra các tia sáng lóe lên. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một loạt kính thiên văn toàn cầu, bao gồm cả vệ tinh RadioAstron của Nga, để chụp được hình ảnh sóng vô tuyến cho thấy hai thành phần riêng biệt.
Kết quả cho thấy lỗ đen lớn hơn có khối lượng khoảng 18 tỷ lần Mặt Trời, trong khi lỗ đen nhỏ hơn nặng khoảng 150 triệu lần Mặt Trời. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn thận trọng với những kết luận của mình, vì khả năng hai luồng tia có thể chồng lên nhau trong hình ảnh vẫn chưa thể loại trừ.
Khám phá này không chỉ là một bước tiến lớn trong lĩnh vực vật lý thiên văn mà còn mở ra nhiều câu hỏi mới cho các nhà khoa học trong việc hiểu rõ hơn về sự hình thành và phát triển của các lỗ đen trong vũ trụ.
