Cực nóng: Tìm thấy 'quái vật siêu khủng' cổ xưa nhất vũ trụ

Một hố đen "siêu khủng" vừa được phát hiện ở trung tâm của một thiên hà cách Trái đất hơn 13 tỉ năm ánh sáng. Nó được đặt tên là J0313-1806, theo các nhà khoa học nó xuất hiện từ khi vũ trụ mới 670 triệu năm tuổi.

Vì vậy J0313-1806 già hơn 20 triệu tuổi so với hố đen cổ xưa nhất từng được biết đến. Thông thường, các hố đen khổng lồ được cho là phát triển từ các hố đen nhỏ hơn.

Tuy nhiên, nhà thiên văn học Feige Wang, Trường ĐH Arizona (Mỹ) lại cho rằng J0313-1806 lúc hình thành đã có trọng lượng gấp 10.000 Mặt trời để có thể phát triển thành kích thước siêu khủng như bây giờ.

Trong khi đó, việc các ngôi sao bị loại bỏ chỉ tạo ra các hố đen có trọng lượng gấp vài ngàn lần Mặt trời. Việc phát hiện ra một hố đen cổ xưa và kích thước như vậy được xem là bước đột phá đối với nền thiên văn học hiện đại.

Hố đen (lỗ đen hoặc hốc đen) là một vùng trong không - thời gian mà trường hấp dẫn ngăn cản mọi thứ, bao gồm cả ánh sáng cũng không thể thoát ra.

Thuyết tương đối rộng tiên đoán một lượng vật chất với khối lượng đủ lớn nằm trong phạm vi đủ nhỏ sẽ làm biến dạng không thời gian để trở thành hố đen. Xung quanh hố đen là một mặt xác định bởi phương trình toán học gọi là chân trời sự kiện, mà tại đó khi vật chất vượt qua nó sẽ không thể thoát ra ngoài hố đen được.

Hố đen gọi là "đen" bởi vì nó hấp thụ mọi bức xạ và vật chất hút qua chân trời sự kiện, giống như một vật đen tuyệt đối trong nhiệt động lực học; nó cũng không phải là một loại "lỗ" hay "hố" nào mà là vùng không thời gian không để cho một thứ gì thoát ra.

Lý thuyết trường lượng tử trong không thời gian cong tiên đoán tại chân trời sự kiện hố đen có phát ra bức xạ giống như vật đen có nhiệt độ nhất định phát ra bức xạ nhiệt. Nhiệt độ này tỉ lệ nghịch với khối lượng của hố đen, khiến cho rất khó quan sát được bức xạ này đối với các hố đen có khối lượng sao hay trung bình.

Theo lý thuyết, hố đen khối lượng sao hình thành từ sự suy sụp hấp dẫn của những sao có khối lượng rất lớn trong giai đoạn cuối của quá trình tiến hóa. Sau khi hình thành, chúng tiếp tục thu hút vật chất từ môi trường xung quanh, và khối lượng tăng dần lên theo thời gian.

Cùng với quá trình hòa trộn và sáp nhập hai hay nhiều hố đen mà tồn tại những hố đen khổng lồ với khối lượng từ vài triệu cho đến hàng chục tỷ lần khối lượng Mặt Trời. Các dự án khảo sát cho thấy đa phần tại trung tâm thiên hà lớn đều tồn tại ít nhất một hố đen khổng lồ.

Mặc dù theo định nghĩa nó là vật thể đen hoàn toàn hay vô hình, sự tồn tại của hố đen có thể suy đoán thông qua tương tác của nó với môi trường vật chất xung quanh và bức xạ như ánh sáng.

Vật chất rơi vào hố đen hình thành lên vùng bồi tụ, ở đây vật chất va chạm và ma sát với nhau, trở thành trạng thái plasma phát ra bức xạ cường độ lớn; khiến môi trường bao quanh hố đen trở thành một trong những vật thể sáng nhất trong vũ trụ.

Mời các bạn xem video: Phi hành gia NASA làm rơi gương ngoài vũ trụ. Nguồn: VTV

Thùy Dung (T.H)