Các nhà thiên văn học sử dụng Mảng Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA) đã phát hiện ra sự nhấp nháy gần như tuần hoàn trong sóng milimet từ Sagittarius (SGR) A* ở trung tâm của Ngân Hà. Nghiên cứu cho thấy những nhấp nháy này là do sự quay của các điểm vô tuyến xung quanh một hố đen siêu lớn có bán kính quỹ đạo nhỏ hơn sao Thủy. Đây là một manh mối thú vị có thể được sử dụng để nghiên cứu không gian-thời gian với lực hấp dẫn cực lớn và nghiên cứu này đã được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn. Yuhei Iwata, một nghiên cứu sinh tại Đại học Keio ở Nhật Bản và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết:
Người ta đều biết rằng hố đen Sagittarius A* đôi khi phun trào ở bước sóng milimet. Lần này, chúng tôi sử dụng ALMA để thu thập dữ liệu chất lượng cao về những thay đổi trong cường độ sóng vô tuyến của hố đen Sagittarius A* trong 70 phút mỗi ngày trong 10 ngày, sau đó tìm thấy hai xu hướng: những thay đổi gần như tuần hoàn với thang thời gian điển hình là 30 phút và những thay đổi chậm lên đến một giờ. Các nhà thiên văn học suy đoán rằng có một hố đen siêu lớn có khối lượng gấp 4 triệu lần mặt trời nằm ở trung tâm của Sagittarius A*. Các vụ bùng phát của Sgr A* không chỉ được quan sát thấy ở sóng milimet mà còn ở ánh sáng hồng ngoại và tia X.
Tuy nhiên, những thay đổi được phát hiện bằng ALMA nhỏ hơn nhiều so với những thay đổi được phát hiện trước đây và những mức độ thay đổi nhỏ này có khả năng luôn xảy ra trong Sgr A**. Bản thân các lỗ đen không tạo ra bất kỳ dạng bức xạ nào; nguồn phát xạ là đĩa khí nóng bao quanh lỗ đen. Khí xung quanh hố đen không đi trực tiếp vào hố đen mà quay xung quanh hố đen để tạo thành đĩa bồi tụ. Nhóm nghiên cứu tập trung vào những thay đổi trong khoảng thời gian ngắn và phát hiện ra rằng chu kỳ thay đổi 30 phút tương đương với chu kỳ quỹ đạo của rìa trong cùng của đĩa bồi tụ có bán kính 0,2 đơn vị thiên văn (1 đơn vị thiên văn tương đương với khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời: 150 triệu km).
Để so sánh, Sao Thủy, hành tinh trong cùng của Hệ Mặt trời, quay quanh Mặt trời ở khoảng cách 0,4 AU. Do khối lượng khổng lồ ở tâm hố đen, tác động hấp dẫn của nó cũng cực lớn trong đĩa bồi tụ. Tomoharu Oka, giáo sư tại Đại học Keio, cho biết sự phát xạ này có thể liên quan đến một số hiện tượng kỳ lạ xảy ra gần các hố đen siêu lớn. Các điểm nóng hình thành rải rác trong đĩa và xoáy xung quanh hố đen, phát ra sóng milimet mạnh. Theo thuyết tương đối hẹp của Einstein, bức xạ được khuếch đại rất nhiều khi nguồn bức xạ di chuyển về phía người quan sát với tốc độ tương đương với tốc độ ánh sáng. Phần rìa bên trong của đĩa bồi tụ quay rất nhanh, tạo ra hiệu ứng đặc biệt này.
Các nhà thiên văn học tin rằng đây chính là nguồn gốc của những thay đổi ngắn hạn trong bức xạ sóng milimet của Sagittarius A*. Nhóm nghiên cứu suy đoán rằng những thay đổi như vậy có thể ảnh hưởng đến nỗ lực chụp ảnh các lỗ đen siêu lớn bằng Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện. Nhìn chung, vật thể chuyển động càng nhanh thì càng khó chụp ảnh vật thể đó, nhưng thay vào đó, những thay đổi trong quá trình phát xạ sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc hấp dẫn về chuyển động của khí. Thông qua chiến dịch theo dõi dài hạn với ALMA, chúng ta có thể chứng kiến khoảnh khắc hố đen hấp thụ khí. Mục tiêu là trích xuất thông tin độc lập để hiểu được môi trường phức tạp xung quanh các hố đen siêu lớn.
Bác Khắc Nguyên | Nghiên cứu/Từ: Viện Khoa học Tự nhiên Quốc gia
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Astrophysics
BoKeYuan｜Khoa học, công nghệ, nghiên cứu, khoa học phổ thông
Theo dõi [Bokeyuan] để xem thêm nhiều khoa học vũ trụ đẹp hơn
