Các quan sát mới của tổ hợp kính ALMA hé lộ một đĩa khí liên sao lạnh trước đây chưa từng được phát hiện, bao quanh lỗ đen siêu nặng ở trung tâm thiên hà của chúng ta. Đĩa khí này mang lại cho các nhà thiên văn học một cái nhìn mới về quá trình bồi tụ vật chất vào lỗ đen. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature.
Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, các nhà thiên văn học đã phát triển một bức tranh rõ ràng hơn về khu vực hỗn loạn và đông đúc xung quanh lỗ đen siêu nặng ở trung tâm của Milky Way. Trung tâm của thiên hà nằm cách chúng ta khoảng 26.000 năm ánh sáng. Lỗ đen siêu nặng nằm ở đó có tên là Sagittarius A* (lưu ý cần có dấu "*" và phát âm là "A star" hoặc "A sao" đối với tiếng Việt), nó có khối lượng gấp khoảng 4 triệu lần Mặt Trời.
Ngày nay, chúng ta đã biết rằng khu vực này tràn ngập các ngôi sao, các đám mây bụi liên sao và những vùng chứa khí cả nóng và tương đối lạnh. Những khí này được cho rằng chuyển động quanh lỗ đen trên một đĩa bồi tụ trải rộng vài chục năm ánh sáng tính từ chân trời sự kiện của lỗ đen.
Tuy nhiên, cho tới vừa rồi, các nhà thiên văn học mới chỉ ghi hình được khu vực nóng của dòng khí bồi tụ. Nhiệt độ của nó được ước tính là khoảng 10 triệu độ C, tức là khoảng 2 phần 3 nhiệt độ ở tâm của Mặt Trời. Ở nhiệt độ này, khí phát sáng rất mạnh ở dải tia X, cho phép nó được nghiên cứu bởi các kính thiên văn không gian có khả năng ghi nhận tia X, tới tận khoảng cách chỉ 1/10 năm ánh sáng tính từ lỗ đen.
Bên cạnh khí nóng và sáng này, các quan sát mới đây của các kính thiên văn vô tuyến thực hiện ở bước sóng milimet đã phát hiện ra rất nhiều khí hydro lạnh (khoảng 10.000 độ C) trong phạm vi vài năm ánh sáng tính từ lỗ đen. Đóng góp của khí lạnh hơn này vào dòng khí bồi tụ là điều trước đây chưa từng biết tới.
Mặc dù lỗ đen ở trung tâm thiên hà chúng ta khác im ắng, bức xạ quanh nó đủ mạnh để khiến các nguyên tử hydro liên tục mất rồi lại tái tổ hợp electron. Sự tái tổ hợp này tạo ra một dấu hiệu đặc trưng trong sóng vô tuyến thu được.
Với khả năng và độ nhạy đặc biệt của mình, ALMA có thể phát hiện những tín hiệu vô tuyến mờ nhạt này và tạo ra bức ảnh đầu tiên về khí lạnh nằm cách lỗ đen siêu nặng của chúng ta chỉ 1/100 năm ánh sáng - tức là khoảng 1.000 lần khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời. Những quan sát này cho phép các nhà thiên văn học xác định được vị trí cũng như theo dõi chuyển động của dòng khí. Các nhà nghiên cứu ước tính rằng lượng hydro trong đĩa lạnh này có khối lượng khoảng 1/10 khối lượng của Sao Mộc, tức là khoảng 1 phần 10.000 của Mặt Trời.
Bằng cách lập bản đồ độ dịch bước sóng trong bức xạ vô tuyến dựa trên hiệu ứng Doppler, các nhà thiên văn học có thể thấy rõ rằng đĩa khí quay xung quanh lỗ đen. Thông tin này sẽ cung cấp những cái nhìn mới về cách mà các lỗ đen nuốt vật chất và tương tác phức tạp giữa lỗ đen và khu vực lân cận của nó trong thiên hà.
Bryan
Theo Science Daily
