Hình ảnh phân cực đầu tiên về lỗ đen cho thấy cấu trúc từ trường của nó

Bình luận Ánh Dương • 15:10, 05/04/21

Giúp NTDVN sửa lỗi

Các nhà thiên văn từ sự hợp tác của Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện (EHT) đã tạo ra bức ảnh phân cực đầu tiên về một lỗ đen.

Vào năm 2019, nhóm nghiên cứu này đã thu được hình ảnh đầu tiên về một lỗ đen. Cả hai hình ảnh đều được chụp cùng một vật thể ở trung tâm của thiên hà M87.

Hình ảnh năm 2019, cho thấy cấu trúc giống như vòng sáng với vùng trung tâm tối là bóng của lỗ đen, đã đánh dấu một bước tiến lớn trong kiến thức của chúng ta về những vật thể vật lý thiên văn kỳ lạ này.

Hai năm sau, hình ảnh mới với thông tin phân cực đã được công bố.

Đây là lần đầu tiên các nhà thiên văn học đo được sự phân cực, một dấu hiệu của từ trường, ở gần một lỗ đen, theo một tuyên bố. Hình ảnh mới trông tương tự như hình ảnh đầu tiên, nhưng với các đường sắc nét hiển thị hướng phân cực.

Monika Mościbrodzka, Điều phối viên của Nhóm công tác đo lường phân cực EHT, nói trong tuyên bố: “Giờ đây, chúng ta đang thấy bằng chứng quan trọng tiếp theo để hiểu cách từ trường hoạt động xung quanh lỗ đen và cách hoạt động trong vùng không gian rất nhỏ này có thể thúc đẩy các tia plasma mạnh mẽ vượt xa thiên hà”.

Sự phân cực là một tính chất của ánh sáng, trong đó ánh sáng thích dao động theo một hướng xác định. Nó có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày, từ kính phim 3D đến kính râm phân cực giúp lọc ánh sáng chói.

Nó cũng có thể là một công cụ đắc lực cho các nhà thiên văn học, vì nó tiết lộ cấu trúc từ trường trong plasma từ hóa rất mạnh.

“Những hình ảnh phân cực mới được công bố là chìa khóa để hiểu cách từ trường cho phép lỗ đen ‘ăn’ vật chất và phóng ra các tia plasma mạnh mẽ”, Andrew Chael, thành viên hợp tác của EHT cho biết trong tuyên bố.

Lỗ đen M87 là một lỗ đen rất năng động và cực đoan, bởi vì nó tiêu thụ một lượng lớn vật chất xung quanh và phóng ra một tia plasma tương đối tính. Tia plasma rất sáng và có thể kéo dài hàng nghìn năm ánh sáng từ lỗ đen.

Tuy nhiên, nguồn gốc của các tia plasma hầu như vẫn chưa được các nhà thiên văn học biết. Đặc biệt, kích thước của tia plasma có thể vượt quá kích thước của thiên hà M87, nhưng nó đến từ một vùng siêu nhỏ nhỏ hơn cả hệ mặt trời của chúng ta.

Ngoài ra, cơ chế bức xạ tạo ra ánh sáng phân cực từ lỗ đen, synctron điện tử, là một quá trình bức xạ quan trọng xảy ra trong lò phản ứng hạt nhân. Điều quan trọng là các nhà khoa học phải hiểu cơ chế vật lý này trong những môi trường khắc nghiệt như vùng lân cận của lỗ đen.

Các quan sát cho thấy từ trường ở rìa lỗ đen đủ mạnh để đẩy khí nóng trở lại và giúp nó chống lại lực kéo của trọng lực. Chỉ khí đi qua trường mới có thể xoắn vào trong tới chân trời sự kiện’’, Jason Dexter, điều phối viên của Nhóm làm việc về lý thuyết EHT, giải thích trong tuyên bố.

Để quan sát lỗ đen M87, sự hợp tác của EHT đã liên kết 8 kính thiên văn trên khắp thế giới, bao gồm Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) và Atacama Pathfinder Experiment (APEX), để tạo ra một kính thiên văn ảo có kích thước bằng Trái đất. Sử dụng một kỹ thuật tiên tiến được gọi là giao thoa kế vô tuyến, độ phân giải của EHT có thể nhìn thấy một vật thể có kích thước bằng thẻ tín dụng trên bề mặt của mặt trăng.

“Với ALMA và APEX, thông qua vị trí phía Nam của các kính viễn vọng này, nâng cao chất lượng hình ảnh bằng cách thêm phạm vi địa lý vào mạng EHT, các nhà khoa học châu Âu có thể đóng vai trò trung tâm trong nghiên cứu”, Ciska Kemper, Nhà khoa học của Chương trình ALMA châu Âu tại Đài quan sát phía Nam châu Âu (ESO) cho biết, trong một thông cáo báo chí. “Với 66 ăng-ten, ALMA chiếm ưu thế trong việc thu thập tín hiệu tổng thể trong ánh sáng phân cực, trong khi APEX rất cần thiết cho việc hiệu chỉnh hình ảnh”.

Ciriaco Goddi, một nhà khoa học tại Đại học Radboud và Đài quan sát Leiden, Hà Lan cho biết trong thông cáo báo chí: “Dữ liệu ALMA cũng rất quan trọng để hiệu chỉnh, hình ảnh và giải thích các quan sát EHT, cung cấp các ràng buộc chặt chẽ đối với các mô hình lý thuyết giải thích cách vật chất hoạt động gần chân trời sự kiện lỗ đen’’.

“EHT đang đạt được những tiến bộ nhanh chóng, với việc nâng cấp công nghệ cho mạng lưới và các đài quan sát mới được thêm vào. Chúng tôi hy vọng các quan sát EHT trong tương lai sẽ tiết lộ chính xác hơn cấu trúc từ trường xung quanh lỗ đen và cho chúng tôi biết thêm về vật lý của khí nóng trong khu vực này ”, Jongho Park, thành viên hợp tác của EHT cho biết trong thông cáo báo chí.

Công trình mới được mô tả trong hai bài báo trên Astrophysical Journal Letters, với một nghiên cứu liên quan cũng được công bố trên Astrophysical Journal Letters.

Ánh Dương

Theo The Epoch Times



BÀI CHỌN LỌC

Hình ảnh phân cực đầu tiên về lỗ đen cho thấy cấu trúc từ trường của nó