Lỗ đen bí ẩn kiểm soát sự hình thành các ngôi sao

Lỗ đen bí ẩn bắn ra các tia khí nóng. Khí này nguội đi và rơi vào trung tâm thiên hà tạo thành các ngôi sao. 

Người ta phát hiện ra rằng lỗ đen bí ẩn ở trung tâm của các thiên hà đã sản sinh ra các ngôi sao bằng cách bắn ra một tia khí nóng sau đó làm nguội chúng vào các đám mây hình thành ngôi sao. Hệ thống này đã được so sánh với chu kỳ của thời tiết, đặc biệt là các cơn dông.

Trong bầu khí quyển của chúng ta thì nó liên quan đến nhiệt, lạnh và các đám mây khí. Hệ thống này cũng giải thích cách các thiên hà mở rộng và lý do tại sao một số thiên hà hình elip không hình thành được nhiều ngôi sao như mong đợi.

Các lỗ đen trung tâm của các thiên hà elip sẽ bắn ra các tia khí nóng để hình thành các đám mây bao bọc một thiên hà. Các nhà nghiên cứu đã so sánh đám mây đó như bầu khí quyển của Trái đất chúng ta. Khí này nguội đi khi nó rơi trở lại vào trong trung tâm, cuối cùng đạt đến một nhiệt độ có thể tích tụ lại với nhau và hình thành nên các ngôi sao.

Lo den bi an kiem soat su hinh thanh cac ngoi sao
 Lỗ đen điều chỉnh các tia khí hình thành nên các ngôi sao. Ảnh Dailymail

Trong khi một số khí chảy ra bên ngoài sẽ được làm nguội thì các lỗ đen vẫn tiếp tục làm nóng phần còn lai của khối khí xung quanh thiên hà. Điều này khiến toàn bộ "vỏ khí" khó có thể nguội nhanh.

Quá trình này tự điều chỉnh giống như một mát điều nhiệt bởi lẽ khí lạnh gần các lỗ đen họat động như nhiên liệu cho các tia khí nóng. Tương tự, các tia nóng cũng trở nên khốc liệt hơn, đốt nóng toàn bộ hệ thống. Chúng sử dụng nhiều nhiên liệu và sau đó giảm dần dần vì các khí mát hơn trôi trở lại trung tâm.

"Hãy nghĩ các khí bao quanh thiên hà như một bầu khí quyển. Bầu không khí có thể chứa các vật chất trong các trạng thái khác nhau giống như khí quyển của chúng ta có khí, mây và mưa. Những gì chúng ta đang quan sát là quá trình hình thành một cơn dông bão".

Lo den bi an kiem soat su hinh thanh cac ngoi sao-Hinh-2
 Nhưng chính các lỗ đen cũng kiểm soát quá trình hình thành ngôi sao

"Khi một tia khí đẩy khí từ trung tâm thiên hà ra ngoài thì một số khí đó sẽ nguội đi và kết tủa thành những khối lạnh rơi trở lại về phía trung tâm thiên hà giống như những hạt mưa. Những hạt mưa này cuối cùng cũng đủ lạnh để trở thành các đám mây hình thành các ngôi sao", Megan Donahue tại đại học thuộc bang Michigan giải thích.

"Nhưng chúng tôi cũng biết rằng những "cơn mưa rào" này liên kết với các tia khí và chúng sẽ kết thúc quá trình hình thành các ngôi sao xung quanh thiên hà. Khám phá này giải mã bí ẩn tại sao rất nhiều thiên hà elip không 'bùng nổ' sự sản sinh các ngôi sao", môt nhà khoa học cho biết.

Thiên hà khổng lồ với rất nhiều khí lẽ ra đã tạo ra được nhiều ngôi sao hơn hiện có. Dựa vào phát hiện này có thể biết lý do các khối khí không chuyển đổi toàn bộ thành các ngôi sao mới là do chu kỳ nóng lên và làm nguội của các tia khí từ lỗ đen điều khiển sự hình thành các ngôi sao.

Chuyện gì xảy ra khi con người rơi xuống lỗ đen?

Cho đến nay, câu hỏi con người sẽ ra sao nếu rơi xuống lỗ đen vẫn còn gây nhiều tranh cãi.

Lỗ đen là một trong những không gian kỳ lạ có kích cỡ lớn mà nó làm biến dạng không gian và thời gian, và vì có mật độ vật chất dày đặc mà tâm của nó được gọi là “điểm vô hạn” hay “điểm kỳ dị”. Đây cũng là nơi tối đen như mực do không một dạng vật chất nào, kể cả ánh sáng có thể thoát khỏi nó. Vậy điều gì sẽ xảy ra nếu con người rơi xuống lỗ đen?

Trước đây, nhà bác học vĩ đại của thế giới Albert Einstein từng cho rằng, nếu rơi vào lỗ đen, con người sẽ không cảm thấy nhiều thay đổi ở lúc đầu, nhưng dần dần trọng lực sẽ gia tăng mạnh mẽ tới một điểm nhất định và chúng ta không thể thoát ra khỏi hố đen đó nữa.

Chuyen gi xay ra khi con nguoi roi xuong lo den?
 
Tuy nhiên, vào thập niên 70, nhà vật lí nổi tiếng Stephen Hawking cũng dựa trên cơ học lượng tử và chứng minh rằng, lỗ đen vật chất có sự bốc hơi rất chậm. Phát hiện này đã phá vỡ các nguyên tắc trước đây.

Cho đến nay, khi đi sâu nghiên cứu, các nhà khoa học dần nhận thấy, quan điểm này của Hawking có vấn đề. Vấn đề nằm ở chỗ, lỗ đen vật chất có sự bốc hơi chậm, vậy chúng thoát ra khỏi lỗ đen bằng cách nào?

Theo quan điểm của Charles Liu, một nhà vật lý thiên văn làm việc tại Bảo tàng lịch sử tự nhiên Mỹ cho biết, khi bước vào lỗ đen, cơ thể bạn sẽ dần bị kéo căng. Lực hút mạnh hơn khi bạn tiến gần đến trung tâm hơn. Lực này được gọi là lực thuỷ triều đại dương,

Liu giải thích rằng khi một vật thể đi qua “chân trời sự kiện” của lỗ đen (bề mặt ảo xung quanh lỗ đen), ánh sáng không thể thoát ra được nữa và khi vật thể tiến gần hơn đến điểm kỳ dị, các lực thuỷ triều đó sẽ càng mạnh, kéo dài vật thể và xé tan nó.

Chuyen gi xay ra khi con nguoi roi xuong lo den?-Hinh-2
 
Tuy nhiên, mới đây, một nhà vật lí học Joe Polchinski từ ĐH California (Mỹ) đã bổ sung quan điểm mới. Theo đó, bên trong lỗ đen không hề tồn tại không gian vật chất nào. Khi con người rơi vào bên trong đó, các nguyên tử và phân tử tạo nên cơ thể chúng ta sẽ bị phân tách ra rồi tái sắp xếp lại, theo cách khác nhau. Điều này hoàn toàn phù hợp với thuyết cơ học lượng tử.

Theo đó, bên trong lỗ đen có sự phân tách về không gian, lấy ranh giới là thời điểm mà trọng lượng đủ lớn để vật chất không thể quay ra ngoài được nữa. Khi con người rơi vào lỗ đen, chúng ta không biến mất mà sẽ bị di chuyển tới đáy của vũ trụ trong cơn bão lửa của các hạt lượng tử.

Tuy nhiên, dù chưa thể đưa ra bất cứ lời giải thích nào, nhưng hầu hết mọi người trong giới nghiên cứu đều phản bác ý kiến của Joe Polchinski. Họ cho rằng, bên trong lỗ đen chắc chắn tồn tại một vật chất cụ thể gì đó. Còn vật chất đó là gì thì các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục tìm hiểu. Họ hi vọng trong tương lai sẽ tìm ra được yếu tố phản biện lại quan điểm của Polchinski.

Nhưng có lẽ còn phải mất rất nhiều thời gian nữa con người mới biết được sự thực bên trong lỗ đen.

Lỗ đen khổng lồ "ngủ quên" hàng chục năm thức giấc

Lỗ đen khổng lồ có kích thước lớn gấp 12 lần Mặt trời và cách Trái đất khoảng 8.000 năm ánh sáng.

Lỗ đen khổng lồ đã “ngủ yên” trong suốt 26 năm nhưng ngày 15/6 vừa qua, các nhà du hành vũ trụ đã phát hiện dấu hiệu dường như cho thấy lỗ đen đã “thức giấc”, theo tin tức từ Business Insider.

Ngày nay, các nhà khoa học khắp thế giới thường sử dụng các thiết bị tinh vi để tìm hiểu kỹ về lỗ đen bí ẩn này trước khi nó lại trở về trạng thái tĩnh.

Lo den khong lo
 Lỗ 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.

Cụ thể, ngày 15/6, một trong số các vệ tinh của cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) đã thu được một dòng tia X do lỗ đen phát ra.

“Tương đương với tuổi thọ của các đài thiên văn vũ trụ, những lần phun trào của lỗ đen hiếm khi xảy ra”, Neil Gehrels, chuyên gia điều tra về Swift, một vệ tinh của NASA đầu tiên xác định hiện tượng lỗ đen phun trào.

“Do vậy, khi chúng tôi nhìn thấy một trong các lỗ đen phun trào, chúng tôi thử ném tất cả mọi thứ vào nó, theo dõi qua quang phổ, từ sóng radio tới các tia gamma”, Neil cho biết.

Lo den khong lo
 
Được biết, lỗ đen phun trào lần này là một phần của lỗ đen có tên gọi V404 Cygni. "Bạn đồng hành" của nó là một ngôi sao nhỏ hơn Mặt trời.

Trước đó, lỗ đen của V404 Cygni từng phun trào. Tuy nhiên, khi các nhà du hành vũ trụ chứng kiến lỗ đen phun trào cách đây hơn 77 năm, vào năm 1938, họ không có nhiều thiết bị như bây giờ. Lỗ đen phun trào trở lại vào năm 1956 và lần tiếp theo diễn ra vào năm 1989.

Mặc dù vào năm 1989, thời điểm lỗ đen V404 Cygni phun trào đã có nhiều thiết bị nhưng nó lại không được nghiên cứu kỹ như sự kiện diễn ra trong năm nay.

Những vụ phun trào như thế này thường chỉ kéo dài vài tuần cho đến vài tháng, do vậy, các nhà du hành vũ trụ đã sử dụng tổng cộng 9 thiết bị trên vũ trụ và mặt đất để nghiên cứu lỗ đen về độ dài sóng, từ năng lượng rất thấp như sóng radio đến năng lượng cao như tia gamma, trước khi hết thời gian.

Một số thiết bị mà họ sử dụng bao gồm Đài quan sát tia X Chandra, vệ tinh INTEGRAL của Cơ quan Vũ trụ châu Âu, kính thiên văn quang học Gran Telescope Canarias,…

“Đây thực sự là một cơ hội hiếm có trong đời”, Erik Kuulkers, nhà khoa học của dự án INTEGRAL cho biết.

Tin mới