Hình ảnh mô phỏng các dòng tia phóng từ hố đen. Ảnh: Handout
Theo báo Bưu điện Hoa Nam buổi sáng, sau hơn 20 năm sàng lọc dữ liệu quan sát từ mạng lưới kính thiên văn vô tuyến toàn cầu, nhóm nghiên cứu phát hiện hố đen khổng lồ trong thiên hà M87 đã phóng ra dòng tia chuyển động lắc lư như một con quay.
Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Nature cho thấy phải mất khoảng 11 năm để các dòng tia này mới hoàn thành một chu kỳ.
Nhà vật lý thiên văn Gou Lijun tại Đài quan sát Thiên văn Quốc gia Trung Quốc, người không tham gia nghiên cứu, bình luận: “Đây là bằng chứng quan sát đầu tiên cho thấy các hố đen không chỉ quay mà còn quay nghiêng. Khám phá này có thể thực hiện nhờ quá trình tích lũy lâu dài và phân tích kỹ lưỡng dữ liệu quan sát, cho thấy tầm quan trọng của kính thiên văn và các nhà thiên văn học trong việc hợp tác cùng nhau để nâng cao hiểu biết của con người về vũ trụ”.
Theo ông Gou, chuyển động quay của con quay hồi chuyển thường bao gồm 2 phần – chuyển động quay của chính con quay hồi chuyển và sự thay đổi liên tục về hướng của trục quay quanh một điểm trung tâm. Quá trình này được gọi là chu kỳ tuế sai.
Chẳng hạn, Trái Đất quay 24 giờ mỗi lần để tạo thành một ngày và đêm. Trong khi đó, Trái Đất hoàn thành một chu kỳ tuế sai trong khoảng 26.000 năm. Hiện nay trục Trái Đất quay nghiêng khoảng 23 độ so với quỹ đạo quanh Mặt Trời.
Các nhà khoa học đã tận dụng một vòng xoáy khí nóng xung quanh các lỗ đen để nghiên cứu vòng quay của chúng. Ông Gou cho biết hầu hết các hố đen quay vô cùng nhanh, thậm chí một số hố đen quay gần bằng tốc độ ánh sáng.
Hình ảnh minh hoạ hố đen trong thiên hà M87. Ảnh: AP
Năm 2019, con người lần đầu có cơ hội chụp ảnh trực tiếp hố đen siêu lớn ở thiên hà M87 – cách Trái đất khoảng 55 triệu năm ánh sáng và nặng gấp 6,5 tỷ lần Mặt Trời.
Phân tích chi tiết về hố đen M87, bà Cui Yuzhu, nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Chiết Giang (Hàng Châu) và các đồng nghiệp nhận thấy rằng dòng tia của hố đen này, được tạo thành từ các hạt hố đen phóng ra từ các cực, dường như đang hướng theo một hướng khác vào năm 2017 so với những quan sát trước đó.
Hãng Tân Hoa xã dẫn lời bà Cui cho biết sau đó, các nhà nghiên cứu đã tổng hợp dữ liệu thu thập được từ năm 2000 đến năm 2022 từ 20 kính viễn vọng vô tuyến đặt tại Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Italy và Nga. Kết quả phân tích cho thấy các dòng tia này chuyển động theo chu kỳ, với chu kỳ định kỳ khoảng 11 năm và góc nghiêng khoảng 10 độ.
Để tìm hiểu điều gì đã tạo thành chu kỳ tuế sai của dòng tia này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích lý thuyết và mô phỏng số với sự trợ giúp của siêu máy tính tại Đài quan sát Thiên văn Quốc gia Nhật Bản. Họ phát hiện ra rằng vì trục quay thực sự của hố đen không thẳng hàng hoàn toàn với trục quay của vòng xoay bao quanh nó, nên tình trạng lệch trục này đã khiến các luồng tia chuyển động lắc lư. Hiện tượng này cũng từng được dự đoán trong thuyết tương đối rộng của Albert Einstein.
“Phát hiện tuế sai này cung cấp bằng chứng rõ ràng cho thấy hố đen siêu lớn ở M87 thực sự đang quay”, các nhà nghiên cứu viết.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn cần tìm hiểu tốc độ quay của hố đen M87 và cách tận dụng những hiểu biết sâu sắc này để làm rõ quá trình hình thành của các hố đen siêu lớn. Đây cũng là câu hỏi đã tồn tại từ lâu trong lĩnh vực này.