Hình ảnh do nhóm nghiên cứu quốc tế công bố, đăng trên tạp chí Astrophysical Journal, cho thấy một cặp hố đen siêu khối lượng bị “khóa chặt trong một vũ điệu vũ trụ”, nằm trong chuẩn tinh OJ 287, cách Trái Đất khoảng 5 tỷ năm ánh sáng và thuộc chòm sao Cự Giải.

Chuẩn tinh là vùng nằm ở trung tâm các thiên hà, nơi điều kiện cực đoan xung quanh hố đen siêu khối lượng khiến khí và bụi nóng lên và phát sáng rực rỡ.

Các nhà nghiên cứu cho biết phát hiện này cung cấp bằng chứng rõ ràng nhất từ trước đến nay rằng các hệ hố đen đôi - hai vật thể có lực hấp dẫn cực mạnh gắn kết với nhau - thực sự tồn tại.

Giáo sư Mauri Valtonen thuộc Đại học Turku (Phần Lan) - tác giả chính của nghiên cứu - cho biết: “Chuẩn tinh OJ 287 sáng đến mức ngay cả các nhà thiên văn nghiệp dư cũng có thể quan sát được bằng kính thiên văn cá nhân”.

Trước đây, giới thiên văn học mới chỉ ghi được hình ảnh riêng lẻ của một số hố đen, như tại tâm Ngân Hà và thiên hà Messier 87. Đây là lần đầu tiên hai hố đen được quan sát trực tiếp khi quay quanh nhau.

Dù các đợt phát hiện sóng hấp dẫn trước đó từng gợi ý về sự tồn tại của các cặp hố đen, nhưng hệ OJ 287 chưa từng được quan sát trực quan do giới hạn độ phân giải của các kính thiên văn hiện có. Bước đột phá trên đạt được nhờ kết hợp dữ liệu vô tuyến từ các kính thiên văn ở Trái Đất với vệ tinh RadioAstron (Spektr-R), có quỹ đạo kéo dài tới 50% khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng, mang lại độ phân giải cao gấp khoảng 100.000 lần ảnh quang học thông thường.      

Ông Valtonen cho biết: “Khi chúng tôi so sánh hình ảnh vô tuyến mới với các mô phỏng lý thuyết trước đây, hai hố đen xuất hiện chính xác ở vị trí được dự đoán. Bản thân hố đen là đen tuyệt đối, nhưng có thể phát hiện nhờ các luồng hạt năng lượng cao hoặc khí phát sáng bao quanh”.

Các hình ảnh cũng cho thấy tia vật chất từ hố đen nhỏ hơn bị uốn cong như dòng nước phun từ vòi xoay, do chuyển động quay nhanh của nó quanh hố đen lớn hơn.

Nhóm nghiên cứu dự đoán tia vật chất này sẽ dao động qua lại như chiếc “đuôi vũ trụ”, khi hố đen nhỏ tiếp tục quay tròn theo quỹ đạo 12 năm, mở ra cơ hội hiếm có để quan sát sự chuyển động này trong thời gian thực.