Chúng ta đều biết rằng hố đen hay còn gọi là “hắc động” có thể hút bất kỳ vật chất nào đến gần nó, thậm chí là một tia sáng. Đó là một thiên thể bí ẩn rất đáng sợ.
(Ảnh: Public Domain)
Nhưng trên thực tế, trong vũ trụ còn có một thiên thể khác đáng sợ hơn hố đen, đó là blazar (hay còn gọi là hố đen biến thể), nó giống như một “quái vật” thậm chí có khối lượng gấp một tỷ lần khối lượng mặt trời. Nó tiêu thụ năng lượng gần bằng một mặt trời mỗi phút và chĩa “mỏm súng” của dòng phản lực vào trái đất.
Vậy tầm quan trọng của việc phát hiện ra hố đen biến thể là gì và mối quan hệ của nó với hố đen thông thường như thế nào? Blazars hiện được các nhà khoa học coi là nguồn năng lượng biến đổi cao với mật độ cực cao và là một trong những hiện tượng hoạt động thiên thể dữ dội nhất trong vũ trụ từng được quan sát và đã trở thành một chủ đề nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực thiên văn học thiên hà.
Ảnh quang học của vật thể BL Lacerta PKS 2155-304 (Ảnh: Public Domain)
Năm 1929, Đài quan sát David Dunlap của Canada đã phát hiện ra một thiên thể kỳ lạ nằm sâu trong vũ trụ luôn thay đổi độ sáng. Vào thời điểm đó, người ta cho rằng nó là một ngôi sao biến quang trong dải Ngân hà, sau đó các nhà khoa học phát hiện ra rằng những thay đổi của nó không khác với các ngôi sao biến quang, mà giống với các tia tương đối của hố đen. Nó không phải là thiên thể trong dải Ngân hà mà cách trái đất gần 3 tỷ năm ánh sáng nên các nhà khoa học đặt tên cho nó là BL Lacerta.
Năm 1978, nhà thiên văn học Ed Spiegel đã đặt ra từ blazar, được dịch sang tiếng Trung Quốc là biến thể chiếu sáng. Blazar là một loại hạt nhân thiên hà đang hoạt động. Mặc dù kích thước của nó chỉ bằng 1 năm ánh sáng, nhưng độ sáng của nó vượt xa thiên hà của chính nó. Các thiên thể bao gồm thiên thể BL Lacerta, quasar và các thiên hà Seyfert, tất cả đều thuộc về nhân thiên hà đang hoạt động”.
Blazars có thể được chia thành các thiên thể BL Lacertae và các quasar siêu biến thiên và cũng có những thiên thể chuyển tiếp giữa hai loại này. Đối với sự khác biệt giữa các thiên thể BL Lacertae và các quasar siêu biến thiên, hiện tại người ta nói rằng cái trước có liên quan đến các thiên hà sóng vô tuyến yếu hơn, trong khi cái sau liên quan đến các thiên hà sóng vô tuyến mạnh hơn. Các hạt nhân thiên hà đang hoạt động này bị chi phối bởi hố đen siêu lớn ở trung tâm.
Khi vật chất xung quanh các hố đen này bị nuốt chửng, năng lượng sẽ được giải phóng dưới dạng photon, electron, positron và các hạt khác với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng và rất dữ dội. Dưới tác dụng của từ trường cực mạnh và gió bức xạ của hố đen, các năng lượng này về cơ bản được liên kết lại và phóng ra không gian vũ trụ theo một hướng duy nhất, đây chính là tia tương đối của hố đen.
Ảnh băng tần M87 (phạm vi công cộng)
Blazars đặc biệt ở chỗ các tia tương đối của chúng chủ yếu hướng vào Trái đất. Do đó, trái đất thuộc về “mỏm” đối diện với chúng, đặc biệt sáng. Kể từ khi việc phân loại blazars được xác định, các nhà khoa học đã liên tục quan sát chúng.
Ngoài các quan sát bán thời gian của kính viễn vọng Không gian Hubble ở Hoa Kỳ, còn có kính viễn vọng không gian Tia Gamma Fermi thực hiện các nhiệm vụ quan sát blazar toàn thời gian.
Vào năm 2017, nhà thiên văn học Roopesh Ojha của NASA đã thông báo rằng kính viễn vọng Không gian Tia Gamma Fermi đã quan sát thấy một số vệ tinh nguyên thủy nhất trong hai năm qua và vệ tinh gần nhất cách chúng ta 11,9 tỷ năm ánh sáng. Hai trong số chúng có khối lượng gấp hơn 1 tỷ lần mặt trời. Năng lượng mà chúng giải phóng mỗi giây gấp 2 nghìn tỷ lần năng lượng của mặt trời.
Đồng thời, để quan sát blazar tốt hơn, các nhà khoa học trên toàn thế giới đã khởi động một dự án quan sát lớn – VLBI. Đó là sử dụng kính viễn vọng vô tuyến ở các vùng khác nhau để quan sát dưới các điều kiện đồng bộ thời gian và đồng bộ pha, tương đương với việc xây dựng một kính viễn vọng ảo có khẩu độ rất lớn. Nếu những kính viễn vọng này được phân bổ ở hai đầu thế giới, chúng có thể được coi là siêu kính thiên văn có khẩu độ bằng đường kính trái đất.
Chính là bởi vì có rất nhiều blazar tồn tại ở chỗ sâu nhất của vũ trụ, có nghĩa là chúng nằm trong số những thiên thể cổ xưa nhất trong vũ trụ. Những thiên thể xa xôi này là nhân chứng tốt nhất cho những gì đã xảy ra trong vũ trụ hơn mười tỷ năm trước. Đồng thời, nghiên cứu về blazar cũng có thể giúp các nhà khoa học xác định thêm phạm vi của hằng số Hubble.
Very excited about our new paper with Steven Prohira and @ProfJohnBeacom!
Can neutrinos be the key to exploring physics at the highest energies?Thread below! 👇https://t.co/ZPDHVENz18 pic.twitter.com/tFKbaumL6l
— Ivan Esteban (@iesteban_ph) May 23, 2022
Điều này sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc con người nắm bắt được tốc độ giãn nở của vũ trụ, và thậm chí ảnh hưởng trực tiếp đến vận mệnh tương lai của vũ trụ. Các nhà thiên văn học thông qua quan sát thấy năm blazar mới, có thể đo giá trị dịch chuyển đỏ của độ sâu vũ trụ . Sự gia tăng dịch chuyển đỏ từ 3,3 lên 4,31 có nghĩa là ánh sáng chúng ta đang phát hiện bắt đầu phát ra khi vũ trụ lần lượt là 1,9 tỷ năm tuổi và 1,4 tỷ năm tuổi.
Điều này đặt ra những câu hỏi mới cho các nhà khoa học: Làm thế nào mà những hố đen khổng lồ này hình thành trong một vũ trụ như vậy và cơ chế nào đã kích hoạt sự phát triển nhanh chóng của chúng? Nghiên cứu sâu về vấn đề này có thể giải quyết bí ẩn về sự tiến hóa của vũ trụ.
Nguồn: VDH
- 8 bí ẩn đằng sau bức họa chân dung Mona Lisa của thiên tài Leonardo da Vinci
- Giả thuyết: Nếu nhân loại biến mất, các thành phố sẽ suy tàn nhanh chóng đến mức nào?
- Lý giải “lời nguyền Vua Tut”