Lần đầu tiên đo được vận tốc tự quay của hố đen
Tạp chí Nature số mới đây có đăng bài cho biết lần đầu tiên loài người đã đo được vận tốc tự quay của một hố đen siêu lớn.
Hố đen được quan sát nằm ở trung tâm Thiên hà xoắn NGC 1365, cách Trái đất 56 triệu năm ánh sáng. Nó có đường kính lớn tới mức khó hiểu, — bằng 3,2 triệu km, và có khối lượng gấp hơn 2 triệu lần Mặt trời.
Kết quả đo đạc cho thấy, hố đen nói trên đang quay với vận tốc bằng khoảng 84% vận tốc mà thuyết tương đối của Einstein cho phép, — tức 84% vận tốc của ánh sáng (1,08 tỷ km/h). Với kích cỡ khổng lồ như vậy mà nó lại quay nhanh thế, đây thật là điều các nhà khoa học khó có thể tưởng tượng.
Thành tựu nghiên cứu này cung cấp cho các nhà khoa học những đầu mối quý giá trong việc nghiên cứu quy luật trưởng thành của hố đen và tìm hiểu hố đen đạt được trạng thái siêu khối lượng như thế nào. Sự lớn lên của hố đen có ảnh hưởng sâu sắc tới quá trình tiến hóa của các hệ sao như hệ Thiên hà.
Công tác nghiên cứu hố đen có rất nhiều khó khăn, bởi lẽ thiên văn học phổ biến dựa vào các biện pháp đo lường quang học, song khi thăm dò hố đen thì các biện pháp ấy hoàn toàn vô hiệu.
Hố đen là vật thể khó hiểu nhất trong không gian vũ trụ. Nó sử dụng lực hấp dẫn mạnh tới mức khó tin của mình để tóm bắt nuốt chửng mọi thứ, từ đất đá tới chất khí, tới các định tinh và cả ánh sáng, không thứ nào thoát khỏi lực hút của hố đen. Vì thế mà xung quanh nó hình thành một vành đĩa bụi và khí với kích thước ngày càng lớn (accretion disk), cái đĩa ấy nóng lên dần và phát ra những tia X năng lượng lớn. Bằng cách đó, hố đen xé nát cấu trúc không gian-thời gian của biên hố đen, khiến người ta rất khó tìm hiểu nó.
Trước đây, trong các nghiên cứu lượng hóa sự tự quay của hố đen, người ta đã thử phân tích các tia X này, căn cứ vào tình hình khúc xạ của tia X có thể sơ bộ đoán ra hành vi của hố đen; đặc biệt, các tia X có chứa các nguyên tử sắt rất dễ trông thấy. Nhưng những nghiên cứu đó đều chỉ tập trung vào các tia X năng lượng thấp. Trên chặng đường xa xôi từ hố đen đến Trái đất, tia X năng lượng thấp bị can nhiễu nghiêm trọng bởi những thiên thể khác hoặc các tầng khí quyển (kể cả khí quyển Trái đất), bởi vậy các nghiên cứu trước kia có sai số rất lớn, không thể tin cậy. Giờ đây các nhà khoa học sử dụng những tia X năng lượng cao do hố đen phát ra khi nó “ăn” các nguyên tử sắt để đo vận tốc quay của hố đen, đồng thời vẫn sử dụng các tia X năng lượng thấp do nó phát ra.
Việc khám phá hố đen siêu lớn có vận tốc tự quay gần bằng vận tốc ánh sáng đã chứng minh sự đúng đắn của các giả thiết nghiên cứu trước đây cho rằng hố đen quay cực nhanh.
NHH tổng hợp từ các tư liệu trên mạng
Nguồn chính:
– Black hole’s spin measured accurately for first time is near speed of light (28 February 2013, by Liat Clark)
http://www.wired.co.uk/news/archive/2013-02/28/black-hole-spin-explained
– ‘Nearby’ supermassive black hole rotates at close to the speed of light
http://www.guardian.co.uk/science/2013/feb/27/supermassive-black-hole-rotate-speed-light