Câu hỏi này giới thiên văn học đã có cách giải thích khác nhau, nhưng suy cho cùng chúng ta không thể biết chắc chắn bởi hố đen là một trong những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ, thách thức sự hiểu biết của khoa học hiện đại rất lớn.
Theo hiểu biết của các nhà nghiên cứu hiện nay, hố đen là một vùng không-thời gian có trường hấp dẫn cực kỳ mạnh, do đó, trừ phi chúng chủ động "kiếm ăn" (hút vật chất, ánh sáng trong vũ trụ) thì con người thực sự không thể tìm thấy hố đen, bởi không có bức xạ điện từ nào có thể thoát khỏi lực hấp dẫn điên rồ của "con quái vật vũ trụ" này.
Hình minh họa: Internet
Nói một cách dễ hiểu hơn thì hố đen gần như vô hình, vì chúng có thể hút tất cả ánh sáng vào trong. Không có ánh sáng dội lại thì chúng ta chẳng thể nhìn được gì!
Do đó, việc quan sát và chụp hình hố đen sẽ không đơn thuần như việc các nhà thiên văn học quan sát ngôi sao và các vật thể khác trong không gian. Vậy làm sao để hiểu chính xác hố đen sinh ra từ đâu và như thế nào?
Hố đen vô hình. Nhưng việc chúng "ăn" vật chất lại khiến chúng hiện nguyên hình.
Để giải quyết vấn đề này, nhóm các tác giả quốc tế nghiên cứu Hố đen nhị phân (BBH). Cụ thể ra sao?
Hố đen nhị phân (BBH) là một hệ thống bao gồm hai hố đen trên quỹ đạo gần nhau. Giống như các hố đen, các hố đen nhị phân thường được chia thành các hố đen nhị phân sao, được hình thành như là tàn dư của các hệ sao nhị phân có khối lượng lớn hoặc bởi các quá trình động và bắt giữ lẫn nhau.
Nếu một hố đen ở trong một cặp nhị phân và chủ động "ăn" hố đen còn lại, thì khi đó vật chất xoay quanh hố đen sẽ phát ra tia X và sóng vô tuyến mạnh mẽ. Một khi quan sát được các vật chất này, chúng ta có thể thấy hố đen hoạt động như thế nào.
Nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã 'lợi dụng' hành vi này của hố đen để thử và xây dựng lại lịch sử hình thành của "tử thần vũ trụ".
Hố đen nhị phân (BBH) là một hệ thống bao gồm hai hố đen trên quỹ đạo gần nhau. Hình minh họa: Internet
Theo kết quả nghiên cứu mới nhất của các nhà thiên văn học, những vụ nổ lớn của siêu tân tinh rất mạnh, mạnh đến nỗi chúng có thể hất văng các hố đen ra khắp thiên hà của chúng ta (Dải Ngân Hà, hoặc Ngân Hà) với tốc độ 70 km/giây.
"Công trình này về cơ bản nói về bằng chứng quan sát đầu tiên của giới khoa học về việc có thể nhìn thấy các hố đen di chuyển với tốc độ cực lớn trong thiên hà." - Tác giả chính, nhà thiên văn học Gulky Atri thuộc Đại học Curtin (Australia) và Trung tâm Quốc tế cho Nghiên cứu thiên văn vô tuyến (ICRAR) trả lời phỏng vấn trên ScienceAlert.
Điều này đồng nghĩa với khả năng, có hàng triệu hố đen khổng lồ có thể bị văng ra trong thiên hà của chúng ta với tốc độ cực cao.
Khám phá có được dựa trên quá trình nghiên cứu 16 hố đen trong hệ nhị phân.
"Chúng tôi đã theo dõi 16 hố đen trong mỗi cặp nhị phân di chuyển như thế nào trong thiên hà của chúng ta (Dải Ngân Hà) và đã tìm ra vận tốc mà hố đen bị văng ra (ở tốc độ 70km/giây) rồi sau đó cố gắng quay ngược thời gian để tìm hiểu vận tốc ban đầu khi nó mới được sinh ra.
Tại sao chúng tôi làm vậy? Dựa trên vận tốc, khoa học có thể hiểu được hố đen sinh ra từ vụ nổ siêu tân tinh (supernova) hay chỉ là việc các ngôi sao tự sụp đổ vào chính chúng mà không có vụ nổ siêu tân tinh nào diễn ra." - tác giả công trình Gulky Atri giải thích.
Chúng ta đều biết rằng, các sao neutron có thể bị đẩy ra ngoài không gian một cách dữ dội ở tốc độ cao bằng vụ nổ siêu tân tinh của riêng chúng - khoa học gọi là cú đá Blaauw (đặt theo tên nhà thiên văn học người Hà Lan Adriaan Blaauw (1914-2010). (Sao neutron là những lõi bị nghiền nát từ một ngôi sao khổng lồ bị “sập” xuống bởi chính sức nặng của nó).
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng 12 trong số 16 hố đen nhị phân tia X (chiếm 75%) thực sự có cú đá Blaauw. Nhóm đưa ra kết luận ban đầu, trong số 10 triệu hố đen (ước tính) của Dải Ngân Hà thì đã có đến 7,5 triệu hố đen đang bị văng đi với tốc độ cực cao (theo nguyên lý của cú đá Blaauw).
Tác giả chính của nghiên cứu cho biết, phát hiện này là bước đầu để nhà khoa học tìm hiểu cách ngôi sao tiến hóa và chết đi, từ đó có thể sinh ra hố đen.
Các nhà khoa học sẽ tiếp tục quan sát vũ trụ và hy vọng sẽ tìm thấy nhiều hố đen nhị phân để xác định con số cụ thể nhất có thể về số lượng hố đen có trong thiên hà của chúng ta, từ đó dẫn đến khả năng xem chúng có thể văng đi trong thiên hà với tốc độ cực cao như thế nào.
"Đừng lo lắng việc hố đen tốc độ cao có thể bay thẳng vào Hệ Mặt Trời của chúng ta bởi, theo tính toán của nhà thiên văn học, hố đen gần nhất cách chúng ta hai kiloparsec [tương đương 6.523 năm ánh sáng]. Khoảng cách này rất rất xa, vì thế rất ít có cơ hội chúng ta bị hút bởi bất kỳ hố đen nào trong vũ trụ sớm." - Gulky Atri kết luận.
Công trình được đăng trên tập san hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia Anh.
Kể từ ngày công bố bức ảnh đầu tiên về hố đen (ngày 10/4/2019, đọc chi tiết tại đây), các nhà khoa học vẫn không ngừng nghiên cứu để giải mã tiếp tục những bí ẩn khổng lồ của hố đen.
Bài viết sử dụng nguồn: ScienceAlert, Trí Thức Trẻ
* Đọc bài cùng tác giả Trang Ly tại đây.