Một lỗ đen đã phóng ra một luồng tia vật chất mạnh bất ngờ trong vũ trụ xa xôi, theo một nghiên cứu từ Đài quan sát tia X Chandra của NASA . Hình ảnh minh họa từ NASA/Chandra X-ray Observatory (thuộc phạm vi sử dụng cộng đồng.)
Một lỗ đen đã phóng ra một luồng tia vật chất mạnh bất ngờ trong vũ trụ xa xôi, theo một nghiên cứu từ Đài quan sát tia X Chandra của NASA . Hình ảnh minh họa từ NASA/Chandra X-ray Observatory (thuộc phạm vi sử dụng cộng đồng.)
NASA vừa công bố phát hiện từ Đài quan sát tia X Chandra: một hố đen siêu nặng đã phóng ra tia phản lực cực mạnh từ cách đây hơn 11 tỷ năm ánh sáng – tức khi vũ trụ còn rất trẻ.
Các nhà thiên văn gọi thời điểm đó là “buổi trưa của vũ trụ” – một giai đoạn sôi động diễn ra khoảng 3 tỷ năm sau Vụ Nổ Lớn, khi các thiên hà và hố đen phát triển nhanh nhất.
Cách chúng ta nhìn thấy tia sáng từ xa như vậy?
Trong minh họa của NASA, hố đen nằm giữa một đĩa xoáy vật chất như đĩa bay nghiêng, phát ra hai tia phản lực đối xứng. Một trong hai tia này nhắm về phía Trái Đất được Chandra ghi nhận qua bức xạ tia X.
Đặc biệt: vào thời kỳ xa xưa đó, ánh sáng nền của vũ trụ – gọi là bức xạ phông vi sóng vũ trụ (CMB) dày đặc hơn bây giờ rất nhiều. Các electron trong tia phản lực đã va vào ánh sáng CMB, khiến năng lượng ánh sáng này tăng lên và nằm trong dải X-ray – đủ để kính viễn vọng Chandra “thấy” nó, dù ở khoảng cách hơn 11 tỷ năm ánh sáng.
Hai tia sáng – hai tốc độ cực hạn.
NASA xác nhận hai hố đen với tia phản lực dài hơn 300.000 năm ánh sáng:
Hố đen J1405+0415: Tốc độ hạt trong tia phản lực từ 95–99% tốc độ ánh sáng. Hố đen J1610+1811: Hơi chậm hơn từ 92–98% tốc độ ánh sáng, nhưng mang năng lượng cực mạnh, gần bằng một nửa ánh sáng phát ra từ khí nóng quanh hố đen.
Nhờ khả năng "mắt thần" của Chandra trong dải X-ray, cùng với điều kiện thuận lợi từ một vũ trụ vẫn còn rất trẻ (nơi CMB dày đặc hơn bây giờ), nhóm nghiên cứu đã bắt được những tín hiệu quý giá này.
Cái bẫy của ánh sáng và góc nhìn
Nhưng có một rắc rối lớn: khi tia phản lực di chuyển gần bằng tốc độ ánh sáng, hiệu ứng tương đối của Einstein khiến chúng sáng rực nếu hướng về phía Trái Đất – nhưng lại mờ nếu chếch đi.
Nghĩa là: có thể bạn đang thấy một tia nhanh chếch góc, hoặc một tia chậm nhưng hướng thẳng vào bạn – mà mắt thường (và kính thiên văn) thì không phân biệt được.
Giải mã bí ẩn bằng thống kê và vật lý
Để giải bài toán này, nhóm nghiên cứu do Jaya Maithil (thuộc Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian) đã phát triển một phương pháp thống kê mới:
1, Tính toán vật lý cách các hạt va chạm với CMB.
2, Chấp nhận thiên kiến quan sát – rằng các tia hướng về Trái Đất được phát hiện nhiều hơn. ( Thiên kiến quan sát là thiên kiến ​​của người quan sát, một thuật ngữ liên quan trong khoa học xã hội dùng để chỉ lỗi phát sinh từ thiên kiến ​​nhận thức của người quan sát, đặc biệt là khi người quan sát quá chú trọng vào hành vi mà họ mong đợi sẽ tìm thấy và không nhận thấy hành vi mà họ không mong đợi.)
3, Chạy 10.000 mô phỏng, từ đó xác định góc quan sát xác suất cao nhất:
~9 độ với J1405+0415
~11 độ với J1610+1811 Phát hiện này được công bố tại hội nghị Hiệp hội Thiên văn Hoa Kỳ lần thứ 246 ở Alaska, đồng thời đăng trên The Astrophysical Journal.

Nguồn tham khảo:

Bài viết gốc từ NASA Chandra X-ray Observatory: "NASA’s Chandra Sees Surprisingly Strong Black Hole Jet at Cosmic 'Noon'" Đăng ngày 6/6/2024 tại: 🔗 https://www.nasa.gov/image-article/nasas-chandra-sees-surprisingly-strong-black-hole-jet-at-cosmic-noon/
(Một số đoạn được diễn đạt lại theo ngữ cảnh tiếng Việt để dễ hiểu hơn.)
Vũ trụ