Thấu kính hấp dẫn xảy ra khi các nhà thiên văn học trên Trái Đất quan sát một thiên hà lớn hay một cụm thiên hà. Những thiên thể có khối lượng rất lớn giống như những thấu kính trong không gian, chúng bẻ cong mọi tia sáng đi qua gần chúng bởi lực hấp dẫn, và do đó tạo ra nhiều hình ảnh của những thiên thể khác ở xa phía sau chúng. Khi thiên thể ở xa và thiên hà gây ra thấu kính hấp dẫn thẳng hàng với chúng ta, cái chúng ta quan sát được sẽ là hình ảnh một chiếc vòng trong không gian.
Một chiếc vòng như vậy được biết tới với tên gọi là "vòng Einstein". Bản thân nó không phải một cấu trúc vật lý trong khong gian mà chỉ là hình ảnh được tạo bởi hiện tượng thấu kính hấp dẫn. Cho tới nay, những vòng Einstein đã hé lộ cho các nhà thiên văn nhiều bí ẩn của vũ trụ.
Các nhà thiên văn châu Á đã công bố hôm 30 tháng 9 vừa qua việc họ đã có được những bức ảnh rõ nét nhất về một thấu kính hấp dẫn có kí hiệu là SDP.81. Họ đã nghiên cứu cẩn thận vòng Einstein tạo ra từ hệ này, với mục tiêu đo dược khối lượng của lỗ đen siêu nặng ở gần trung tâm của SDP.81 - thiên hà có tác dụng thấu kính. Kết quả cho thấy lỗ đen này có khối lượng hơn 300 triệu lần khối lượng Mặt Trời.
Nói cách khác, thấu kính hấp dẫn và hệ quả của nó là vòng Einstein cho phép họ tính được khối lượng của lỗ đen này.
Nhóm nghiên cứu cũng cho biết chỉ có hai thiên hà trong hệ này. Thiên hà phía trước cách chúng ta 4 tỷ năm ánh sáng, là thiên hà gây ra hiệu ứng thấu kính. Thiên hà nền phía sau cách chúng ta 12 tỷ năm ánh sáng. Khi ánh sáng từ thiên hà phía sau đi qua khu vực của thiên hà trước, chúng bị bẻ cong do do lực hấp dẫn giống như khi đi qua một thấu kính hội tụ và tạo thành hình ảnh của vòng Einstein.
Thiên hà nền phía sau chứa lượng lớn bụi đã được làm nóng bởi hoạt động tạo sao dữ dội, khiến nó phát xạ mạnh ở bước sóng hạ milimet. Các nhà thiên văn đã sử dụng một kính thiên văn nhạy cảm với bước sóng này - Đài quan sát ALMA ở Chile - để có được những bức ảnh này.
Ba nhà thiên văn học ở viện Thiên văn học và Vật lý thiên văn (ASIAA), có trụ ở đặt tại khuôn viên của Đại học quốc gia Đài Loan, tiến hành nghiên cứu này. Họ đã tiến hành đo bản thân khối lượng của thiên hà đóng vai trò thấu kính và được biết nó có khối lượng khoảng 350 tỷ lần khối lượng Mặt Trời. Theo lý thuyết về thấu kính hấp dẫn, hình ảnh trung tâm của hệ thấu kính như vậy rất nhạy cảm đối với khối lượng của lỗ đen siêu nặng trung tâm các thiên hà. Lỗ đen càng lớn thì hình ảnh thu được càng mờ nhạt. Từ đó họ tính được rằng lỗ đen ở trung tâm của SDP.81 có khối lượng hơn 300 triệu lần khối lượng của Mặt Trời.
Các nhà thiên văn học này cho biết việc đo khối lượng của các lỗ đen ở xa là chìa khóa cho việc hiểu về mối liên hệ giữa các lỗ đen với thiên hà mẹ của chúng cũng như cách mà chúng tiến triển (lớn lên) theo thời gian.
Hình ảnh trên cho thấy cơ chế của thấu kính hấp dẫn. Ánh sáng từ thiên hà ở xa (distant galaxy) đi qua rìa của thiên hà nằm phía trước (foreground galaxy), bị bẻ cong do hấp dẫn và tạo thành hiệu ứng tương tự như thấu kính, kết quả là từ Trái Đất chúng ta quan sát được hỉnh ảnh vòng Einstein.
Bryan (VACA)
Theo Earthsky.org
