Lý giải nguyên nhân ảnh chụp hố đen vũ trụ có vòng tròn màu cam?

Các nhà khoa học thuộc dự án Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện (Event Horizon Telescope - EHT) ngày 10/4 đã công bố hình ảnh đầu tiên được con người ghi lại của một hố đen vũ trụ.

Bức ảnh là thành quả phối hợp giữa tám đài quan sát trên khắp thế giới và hơn 200 chuyên gia thiên văn học.

Các nhà khoa học thuộc dự án EHT đã sử dụng 8 kính viễn vọng trên khắp thế giới, tạo ra một kính thiên văn ảo có kích thước bằng Trái Đất để thu thập hình ảnh về hố đen.

Các nhà khoa học thuộc dự án Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện (Event Horizon Telescope - EHT) ngày 10/4 đã công bố hình ảnh đầu tiên được con người ghi lại của một hố đen vũ trụ.

Bức ảnh là thành quả phối hợp giữa tám đài quan sát trên khắp thế giới và hơn 200 chuyên gia thiên văn học.

Hình ảnh được các nhà nghiên cứu công bố chính là hố đen nằm ở "trái tim" của thiên hà Messier 87 (M87), thuộc siêu thiên hà Xử Nữ (Virgo), cách trái đất gần 55 triệu năm ánh sáng.

Đây là hình ảnh thực đầu tiên về một hố đen vũ trụ. Tất cả những hình ảnh trước đây đều là sản phẩm của trí tưởng tượng hoặc mô phỏng máy tính thông qua dữ liệu và phân tích của các nhà khoa học.

Tuy nhiên, không giống như những hình ảnh mô phỏng bấy lâu, hình ảnh được công bố không phải là một khối cầu đen với vòng xoáy kỳ vĩ và khổng lồ của những vật chất vũ trụ. Hình ảnh đầu tiên về M87 chỉ là một vòng tròn lạ lẫm với màu vàng và cam.

Nói một cách chính xác hơn, chúng ta chỉ mới nhìn thấy được "chiếc bóng" của hố đen M87, theo Live Science.

"Chiếc bóng" của hố đen vũ trụ M87

Dù hố đen là những thiên thể cô đặc, chúng có khối lượng khổng lồ. Theo thông báo từ Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF) của Mỹ, hố đen tại thiên hà M87 có khối lượng gấp 6,5 tỷ lần Mặt trời của chúng ta. Cũng chính khối lượng khổng lồ này khiến hố đen bẻ cong không - thời gian xung quanh nó, đốt cháy bụi và khí xoay quanh mình đến nhiệt độ cực đại.

Hố đen vũ trụ về lý thuyết là một vật thể vô hình vì lực hút của trọng lực không cho ánh sáng thoát ra. Tuy nhiên, theo một tiên đoán của nhà khoa học lừng danh Albert Einstein dựa trên thuyết tương đối rộng, chúng ta vẫn có thể nhìn thấy mép ngoài cùng của hố đen và "chân trời sự kiện" nuốt chửng ánh sáng.

Theo đại diện của Đài quan sát Haystack tại Viện Công nghệ Massachusetts, nơi đặt một trong tám kính viễn vọng thuộc dự án EHT, điều này sẽ chỉ xảy ra trong một số điều kiện nhất định.

"Nếu hố đen xuất hiện trong một vùng sáng, chẳng hạn như một đĩa khí phát sáng, chúng ta có thể ghi nhận hố đen tạo ra vùng tối trong đó tương tự như một chiếc bóng của chính nó", Heino Falcke, chủ tịch Hội đồng Khoa học EHT, chuyên gia về vô tuyến thiên văn và vật lý lượng tử thiên văn tại Đại học Radboud (Hà Lan), cho biết.

Theo Derek Fox, chuyên gia tại Khoa Thiên văn học và Vật lý thiên văn thuộc Đại học Penn State (Mỹ), hố đen vũ trụ tại M87 không gần Trái Đất nhất nhưng lại có khối lượng lớn nhất. Nó được xem là mục tiêu quan sát hứa hẹn thành công cao nhất cho dự án.

EHT được cho là nhắm đến hai "ứng viên" để ghi nhận hình ảnh hố đen vũ trụ. Truyền thông quốc tế ban đầu dự đoán các nhà khoa học sẽ ghi lại hình ảnh của Sagittarius A*, nằm ở trung tâm dải Ngân Hà (Milky Way) của chúng ta, cách Trái Đất khoảng 25.000 năm ánh sáng.

Vì sao lại là màu vàng cam?

Trong hình ảnh được các nhà khoa học công bố hôm 10/4, vòng tròn màu đen ở giữa chỉ là "chiếc bóng" của hố đen vũ trụ. Ranh giới của nó là những vật chất phát sáng bao quanh. 

Tuy nhiên, màu sắc của vòng tròn không phải là màu sắc thật của khí và bụi bao quanh hố đen. Derek Fox nói sắc vàng cam trong hình là màu được các nhà khoa học của EHT lựa chọn để thể hiện độ phát sáng của các vật chất bao quanh.

"Màu vàng thể hiện độ phát sáng ở mức cao nhất. Màu đỏ thì thấp hơn. Còn màu đen tượng trưng cho việc có rất ít hoặc không hề phát sáng", Fox cho biết.

Ông nhận định, nếu đặt trong phân tích quang phổ, ánh sáng của vòng tròn bao quanh hố đen M87 rất có thể sẽ có màu trắng, với một chút sắc xanh hoặc đỏ.

"Theo kỳ vọng của tôi, có lẽ vòng tròn này sẽ lấp lánh màu trắng, với độ sáng cao hơn dọc theo vành bán nguyệt và tối hơn ở những điểm còn lại. Vùng hố đen phủ bóng sẽ có màu đen", ông nói.

Hình ảnh của M87 được xem là một cột mốc lịch sử của vật lý và thiên văn học.

"Chiếc bóng của hố đen, được tạo ra bởi sự bẻ cong và giam giữ ánh sáng bằng trọng lực ở chân trời sự kiện, đã hé lộ nhiều điều về bản chất của những thiên thể kỳ bí này và cho phép chúng ta đo lường khối lượng khồng lồ của hố đen tịa M87", Heino Falcke cho biết.

Các lý thuyết của nhà khoa học lừng danh Albert Einstein đã "tiên đoán" sự tồn tại của hố đen vũ trụ. Dù giới khoa học thế giới đã thu thập được nhiều bằng chứng gián tiếp, hình ảnh của thiên thể bí ẩn này chưa bao giờ được ghi nhận. Giới khoa học nhận định việc chụp được hình ảnh hố đen vũ trụ có thể mang về một giải Nobel.

Tháng 2/2016, thế giới từng chấn động trước thông tin một nhóm các nhà vật lý và thiên văn học đã cùng nhau ghi nhận được sóng hấp dẫn phát ra từ sự hợp nhất của 2 hố đen ở cách Trái Đất khoảng 1 tỷ năm ánh sáng.

Đó cũng là một tiên đoán khác của Eistein gần 100 năm trước, khi ông cho rằng không - thời gian có thể biến dạng như một miếng thạch khi bị một vật cực lớn tác động qua lại lên xuống.

Trang Dung (t/h)