Chụp được hình ảnh ấn tượng về hố đen khổng lồ trong vũ trụ

Bức ảnh được chụp bởi Đài quan sát tia X Chandra của NASA cho thấy ánh sáng kỳ lạ của một luồng năng lượng khổng lồ phun ra từ sao băng J1610+1811. (Ảnh: NASA/CXC/CfA/J. Maithil và cộng sự)

Hình ảnh ấn tượng này cho thấy ánh sáng của quasar J1610+1811, chiếu sáng từ khoảng 11,6 tỷ năm ánh sáng từ Trái Đất, trong "trưa vũ trụ", một giai đoạn của vũ trụ từ 2 tỷ đến 3 tỷ năm sau Vụ nổ lớn. Quasar là các hố đen siêu lớn bắn ra các chùm năng lượng khổng lồ giống như thanh kiếm ánh sáng vuông góc với các đĩa bồi tụ xoáy của chúng. Tuy nhiên, cho đến nay, các nhà nghiên cứu vẫn chưa có cái nhìn đúng đắn về luồng năng lượng của J1610+1811, mặc dù đã phát hiện ra vật thể này vào năm 2018.

Hình ảnh mới được chụp bằng Đài quan sát tia X Chandra của NASA, được tinh chỉnh để săn tìm một số bước sóng mạnh nhất của quang phổ điện từ.

Sử dụng hình ảnh mới làm hướng dẫn, nhóm nghiên cứu đã tính toán rằng luồng tia của quasar dài hơn 300.000 năm ánh sáng, rộng hơn Ngân Hà khoảng ba lần. Các hạt năng lượng cao bên trong luồng tia này cũng có khả năng bắn ra từ hố đen với tốc độ từ 92% đến 98% tốc độ ánh sáng.

"Các tia từ J1610+1811 có sức mạnh đáng kinh ngạc, mang theo lượng năng lượng chỉ bằng một nửa so với ánh sáng mạnh từ khí nóng quay quanh hố đen", một trong những vật chất nóng nhất và nhanh nhất trong vũ trụ, đại diện của NASA viết trong một tuyên bố.

Mặc dù có sức mạnh to lớn, các tia như J1610+1811 rất khó phát hiện vì chúng thường hướng ra xa Trái Đất, khiến chúng trông mờ hơn nhiều nhờ thuyết tương đối hẹp. Tuy nhiên, Chandra có thể nhìn thấy tia này vì nó "được chiếu sáng bởi ánh sáng còn sót lại từ chính Vụ nổ lớn", đại diện của NASA viết. Ánh sáng còn sót lại này là bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB), bức xạ còn sót lại ngay sau vụ nổ khai sinh vũ trụ thấm nhuần toàn bộ vũ trụ .

Vào buổi trưa vũ trụ, CMB dày đặc hơn nhiều so với phiên bản mà chúng ta hiện có thể phát hiện từ Trái đất, đây là thứ tạo ra nhiễu được nghe trên radio và nhìn thấy trên tivi cũ. Khi các electron từ các tia của lỗ đen bắn về phía Trái đất, chúng va chạm với các photon bên trong CMB và tăng tốc các hạt ánh sáng này thành tia X, có thể được Chandra phát hiện.

Nếu không có mật độ cao của CMB trong giai đoạn này, quasar sẽ không thể phát ra ánh sáng tia X và không thể chụp được hình ảnh đó.

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã chụp được những hình ảnh ít chi tiết hơn về một quasar khác, J1405+0415, cũng đang chiếu sáng chúng ta từ giữa trưa vũ trụ. Những phát hiện mới có thể giúp làm sáng tỏ lý do tại sao quasar và các hố đen siêu lớn khác phát triển nhanh hơn và lớn hơn trong giai đoạn này so với bất kỳ thời điểm nào khác trong lịch sử vũ trụ.

"Sự tuyệt chủng" của tia X

Chandra được phóng vào tháng 7 năm 1999 và kể từ đó đã cách mạng hóa thiên văn học tia X. Ngày nay, nó vẫn đang thực hiện những khám phá mới, bao gồm một vết nứt trong "xương vũ trụ" và các loại sao xung chưa từng thấy trước đây .

Tuy nhiên, mặc dù ước tính còn 10 năm hoạt động, tương lai của kính viễn vọng không gian này vẫn còn bỏ ngỏ, do một số vấn đề về tài trợ của NASA vào năm 2024 và đề xuất cắt giảm ngân sách năm 2026 của chính quyền Trump, đây sẽ là khoản cắt giảm lớn nhất trong lịch sử của cơ quan này. Nếu những khoản cắt giảm mới nhất được chấp thuận, Chandra có khả năng sẽ bị tắt vĩnh viễn.

Theo trang web SaveChandra.org, sự vắng mặt của Chandra sẽ tương đương với một "sự kiện tuyệt chủng" đối với ngành thiên văn học tia X tại Mỹ.