Giải mã chấn động cách hố đen tự nuôi sống chính mình

Các nhà thiên văn học vừa công bố một phát hiện mang tính đột phá, làm sáng tỏ cơ chế hoạt động bí ẩn của những "quái vật vũ trụ" khổng lồ - hố đen siêu lớn. Nghiên cứu mới cho thấy, thay vì chỉ "ăn tươi nuốt sống" mọi thứ xung quanh, các hố đen vũ trụ thực chất lại tự nuôi sống bản thân bằng cách làm mát khí gas nóng bao quanh, tạo ra một chu trình khép kín và tự duy trì.

Dựa trên dữ liệu thu thập từ Đài quan sát tia X Chandra của NASA và Kính thiên văn siêu lớn (VLT) đặt tại Chile, nhóm nghiên cứu quốc tế do Tiến sĩ Valeria Olivares từ Đại học Santiago de Chile dẫn đầu đã khám phá ra một cơ chế tự nhiên đầy bất ngờ. Theo đó, các vụ phun trào năng lượng cực mạnh từ hố đen không chỉ đơn thuần là "nôn" vật chất ra ngoài mà còn đóng vai trò then chốt trong việc làm mát khí gas nóng.

Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí khoa học Nature Astronomy, tập trung vào việc phân tích dữ liệu từ bảy cụm thiên hà, nơi tập trung những hố đen siêu lớn với khối lượng gấp hàng triệu đến hàng tỷ lần Mặt Trời. Các nhà khoa học nhận thấy, các vụ phun trào từ hố đen tạo ra các luồng tia năng lượng mạnh mẽ, tác động vào vùng khí gas nóng bao quanh, làm giảm nhiệt độ của khí gas. Khí gas nguội đi sẽ ngưng tụ thành các sợi vật chất ấm áp, phát sáng rực rỡ như những dải lụa trên bầu trời vũ trụ.

Cụm thiên hà Perseus (bên trái) và cụm thiên hà Centaurus (bên phải). (Ảnh: NASA)

Điều thú vị là một phần khí gas ấm này sau khi nguội đi lại tiếp tục rơi ngược trở lại hố đen, cung cấp thêm "nhiên liệu" cho hố đen hoạt động và tạo ra các vụ phun trào mới. Cứ như vậy, một chu trình tự duy trì khép kín được hình thành, giúp hố đen có thể "tự nuôi sống" bản thân một cách bền vững.

Một trong những phát hiện quan trọng của nghiên cứu là mối liên hệ trực tiếp giữa độ sáng của khí nóng và khí ấm trong các cụm thiên hà. Các nhà khoa học nhận thấy, khi khí nóng càng sáng, thì các sợi khí ấm cũng phát sáng mạnh mẽ hơn, củng cố thêm bằng chứng về cơ chế "tự nuôi" của hố đen. Để minh họa rõ hơn cho khám phá này, nhóm nghiên cứu đã công bố hình ảnh tuyệt đẹp về hai cụm thiên hà Perseus và Centaurus.

Cụm Perseus: Hiện lên với màu xanh lam tím huyền ảo của khí nóng, điểm xuyết những sợi vật chất màu hồng đậm, tạo nên một bức tranh vũ trụ đầy màu sắc. Các thiên hà xung quanh cũng tỏa sáng rực rỡ, làm nổi bật vẻ đẹp kỳ vĩ của cụm thiên hà.

Cụm Centaurus: Mang đến một vẻ đẹp mềm mại và tinh tế hơn, với khí gas mờ ảo, khuếch tán, và các sợi vật chất mảnh mai, uyển chuyển như những chiếc lông vũ.

Cả hai cụm thiên hà đều cho thấy rõ các hố đen trung tâm được bao quanh bởi những sợi khí phát sáng, minh chứng trực quan cho cơ chế "tự nuôi" mà các nhà khoa học vừa khám phá ra. Một liên hệ bất ngờ khác được các nhà nghiên cứu tìm thấy là sự tương đồng giữa các sợi khí trong cụm thiên hà và "đuôi" của các thiên hà sứa - những thiên hà bị "tước đoạt" khí gas khi di chuyển qua môi trường dày đặc. Sự tương đồng này gợi ý rằng có thể có một cơ chế vật lý chung chi phối cả hai hiện tượng vũ trụ tưởng chừng như không liên quan.

Nghiên cứu mang tính quốc tế này là kết quả hợp tác của các nhà khoa học đến từ Chile, Hoa Kỳ, Úc, Canada và Ý. Họ đã sử dụng các công cụ hiện đại như thiết bị MUSE trên kính thiên văn VLT để tạo ra hình ảnh 3D về vũ trụ, cùng với dữ liệu tia X từ chương trình Chandra của NASA, được quản lý từ Alabama.

Phát hiện mới này không chỉ làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về cách thức các hố đen hoạt động, mà còn mở ra những hướng nghiên cứu mới về sự tiến hóa của các thiên hà và vũ trụ nói chung. Cơ chế "tự nuôi" của hố đen có thể đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh sự phát triển của các thiên hà và có thể là một yếu tố phổ biến trong vũ trụ hơn chúng ta từng nghĩ.

Bích Hậu (Theo India Today)