Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học đã thành công trong việc chụp ảnh một lỗ đen. Hay đúng hơn là ‘cái bóng’ của lỗ đen.
“Giống như nhìn vào cổng địa ngục và nhìn thấy điểm tận cùng của không gian và thời gian”, theo nhà thiên văn vô tuyến Heino Falcke của Đại học Radboud ở Nijmegen, Hà Lan, phát biểu trong một cuộc họp báo ở Brussels, Bỉ.
Tất nhiên, một lỗ đen không phát ra bất kỳ ánh sáng nào, nhưng ánh sáng của các đám mây khí lân cận bị bẻ cong và chuyển hướng bởi lực hấp dẫn cực lớn của lỗ đen.
Trong một số trường hợp, một tia sáng gần như có thể bao quanh hoàn toàn một lỗ đen trước khi nó ‘thoát ra ngoài’ về hướng Trái đất. Kết quả là một vòng ánh sáng, bao quanh một ‘bóng tối’ tối.
Hình ảnh mới về lỗ đen siêu lớn ở lõi của thiên hà hình elip M87, ở khoảng cách khoảng 55 triệu năm ánh sáng, hoàn toàn phù hợp với những kỳ vọng lý thuyết.
Từ đường kính của vành đai ánh sáng (khoảng 100 tỷ km), Falcke và các đồng nghiệp của ông đã suy ra khối lượng của lỗ đen: khối lượng khổng lồ gấp 6,5 tỷ lần Mặt trời của chúng ta.
Bức ảnh chưa được thực hiện trong ánh sáng khả kiến. Thay vào đó, nó hiển thị sóng vô tuyến dài hơn nhiều ở bước sóng milimet.
Để hình ảnh hố đen ở xa thật chi tiết, các nhà thiên văn học đã quan sát nó đồng thời bằng kính viễn vọng vô tuyến ở Tây Ban Nha, Hoa Kỳ, Mexico, Chile, Hawaii và ở Nam Cực.
Các quan sát, được thực hiện trong khoảng thời gian bốn ngày vào mùa xuân năm 2017, sau đó được kết hợp chính xác (‘tương quan’) để đạt được độ phân giải không gian giống như có thể thu được với một đĩa vô tuyến tưởng tượng lớn bằng Trái đất.
Theo nhà vật lý thiên văn lý thuyết Luciano Rezzolla của Đại học Goethe ở Frankfurt, Đức, hình ảnh ngoạn mục này là bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho sự tồn tại của lỗ đen và cái gọi là chân trời sự kiện của chúng.
‘Bề mặt’ này hoạt động giống như một cánh cửa vũ trụ một chiều bao quanh lỗ đen: mọi thứ có thể rơi vào, nhưng không gì có thể thoát ra được.
Rezzolla nói: “Cho đến nay, chân trời sự kiện chỉ là một khái niệm toán học. “Nó cuối cùng đã biến thành một vật thể thực sự.”
Dự án Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện (do Falcke và Shep Doeleman của Đại học Harvard ở Cambridge, Massachusetts dẫn đầu) là nỗ lực tập thể của hơn 200 nhà khoa học trên toàn cầu.
Hôm nay, nhóm đã xuất bản sáu bài báo trong một ấn bản đặc biệt của Tạp chí Vật lý thiên văn, trình bày chi tiết kết quả của họ.
Theo Monica Moscibrodzka (Đại học Radboud), đó là “một trải nghiệm thay đổi cuộc đời” khi nhìn thấy hình ảnh thực sự đầu tiên về lỗ đen xuất hiện trên màn hình máy tính của cô.
Cho đến bây giờ, các nhà thiên văn học phải làm việc với các mô phỏng trên máy tính và ấn tượng của nghệ sĩ.
Thực tế là vòng sáng xung quanh M87 sáng hơn ở phía dưới so với ở phía trên là do hiện tượng tương đối tính được gọi là tăng cường doppler, xảy ra khi vật chất chuyển động về phía người quan sát với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng.
Theo Moscibrodzka, các quan sát ngụ ý rằng khí đang quay xung quanh lỗ đen theo chiều kim đồng hồ.