Phát hiện nước gần hố đen ở trung tâm dải Ngân hà

Các nhà thiên văn học đã phát hiện bụi và nước ở vị trí đáng ngạc nhiên gần hố đen Sagittarius A*, ở trung tâm của Dải Ngân hà, nơi cực kỳ khắc nghiệt.

Mặc dù các nhà thiên văn học đã từng phát hiện nước gần các ngôi sao khác trước đây, nhưng đây là lần đầu tiên nước được tìm thấy ở vị trí gần hố đen siêu khối lượng của Dải Ngân hà, được biết đến với tên gọi Sagittarius A*.

9ykyfpey8kp7pqsujgyptb-1024-80png.jpg
Vùng hỗn loạn bao quanh một ngôi sao đang chết gần hố đen trung tâm của thiên hà Milky Way. Ảnh:ESA/Webb, NASA & CSA

Hình ảnh chưa từng có này về ngôi sao IRS 3 (nằm gần trung tâm bức ảnh) cho thấy nó đang thải ra một lượng lớn vật chất, khí và bụi để tạo thành một lớp vỏ rộng lớn bao quanh chính nó. Bên trong lớp vỏ của ngôi sao đó, các nhà khoa học đã phát hiện ra dấu vết của nước.

Các quan sát, được mô tả vào ngày 11/8 trên tạp chí Astronomy & Astrophysics cho thấy ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt xung quanh vùng trung tâm của một thiên hà, những ngôi sao già cỗi như IRS 3 vẫn có thể âm thầm gieo rắc bụi vào môi trường xung quanh.

"Việc phát hiện ra nước đặc biệt thú vị vì nó cho thấy vật chất phân tử có thể tồn tại trong môi trường bị chi phối bởi bức xạ mạnh", đồng tác giả nghiên cứu Macarena Garcia Marin, nhà nghiên cứu tại Cơ quan Vũ trụ châu Âu cho biết.

Hình ảnh kỳ diệu này được tạo nên bằng cách kết hợp dữ liệu từ camera cận hồng ngoại và thiết bị hồng ngoại tầm trung của Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST).

Cách Sagittarius A* 0,55 năm ánh sáng, IRS 3 thuộc về một lớp các ngôi sao già cỗi. Ở giai đoạn cuối đời này, các ngôi sao có kích thước lớn, nhiệt độ tương đối thấp và độ sáng cao. Chúng thổi bay các lớp vật chất của chính mình thông qua những cơn gió sao mạnh mẽ, và vật chất bị thổi bay đó gieo mầm bụi vũ trụ.

d8ve667cpihysn6b5qbssj-1024-80jpg.jpg
Vị trí của ngôi sao IRS 3 chỉ cách lỗ đen trung tâm dải Ngân hà Sagittarius A* chỉ 0,55 năm ánh sáng.

Để lập bản đồ cấu trúc lớp vỏ bao quanh ngôi sao, nhóm nghiên cứu đã kết hợp dữ liệu quang phổ của kính viễn vọng không gian JWST với các mô hình mô phỏng cách ánh sáng sao truyền qua các cấu hình bụi khác nhau xung quanh ngôi sao.

Kết quả phù hợp nhất cho thấy đó là một cấu trúc bụi dạng lớp, hình vỏ sò, trải dài khoảng 10.000 đơn vị thiên văn, với nhiệt độ dao động từ khoảng 1.200 kelvin (927 độ C) gần ngôi sao xuống đến khoảng 100 kelvin (âm 173 độ C) ở rìa ngoài của lớp vỏ.

Phân tích dữ liệu hồng ngoại giữa, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy những dấu hiệu rõ ràng của bụi giàu oxy bao quanh IRS 3. Phát hiện này đã bác bỏ kết quả trước đó cho rằng IRS 3 giàu carbon dựa trên hình dạng lớp bụi bao quanh nó.

Thay vào đó, phân tích cho thấy hai tín hiệu hồng ngoại mạnh mẽ của bụi silicat bao gồm silic và oxy, một dấu hiệu đặc trưng của thành phần hóa học giàu oxy. Điều thú vị hơn nữa là, bên trong lớp vỏ bao quanh, họ cũng phát hiện ra dấu vết của nước, bất chấp việc ngôi sao này nằm gần môi trường bức xạ khắc nghiệt gần một lỗ đen siêu khối lượng.

Kết hợp dữ liệu quang phổ với các mô hình sao, nhóm nghiên cứu ước tính rằng khối lượng của IRS 3 xấp xỉ gấp 6 lần khối lượng Mặt Trời và tuổi của nó khoảng 72 triệu năm. Ngôi sao này có độ sáng gấp khoảng 60.000 lần Mặt Trời.

Sẽ thế nào nếu hố đen ở trung tâm dải ngân hà biến mất?

Hố đen có thực sự nuốt chửng mọi thứ trong vũ trụ?

Ẩn sâu trong vũ trụ bao la, có những vùng không gian nơi trọng lực mạnh đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra.

Hố đen là một trong những hiện tượng bí ẩn và hấp dẫn nhất của vũ trụ hiện đại. Dù cái tên khiến nhiều người hình dung về một "cái hố" khổng lồ hút mọi thứ xung quanh, thực tế hố đen không phải là một vật thể rỗng hay một cỗ máy nuốt chửng vũ trụ. Nó là một vùng không gian đặc biệt, nơi vật chất bị nén đến mức làm biến dạng cấu trúc của không – thời gian.

Nếu hố đen nuốt chửng Trái Đất, con người sẽ chứng kiến điều gì?

Nếu một ngày Trái Đất bị hút về phía một hố đen, hành trình ấy sẽ là một trong những kịch bản kỳ lạ và khắc nghiệt nhất mà vật lý hiện đại có thể hình dung.

Hố đen là vùng không gian có lực hấp dẫn mạnh đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra sau khi vượt qua ranh giới gọi là chân trời sự kiện. Điều quan trọng là bản thân hố đen không phải "máy hút vũ trụ". Nếu Mặt Trời đột nhiên được thay bằng một hố đen có cùng khối lượng, Trái Đất vẫn sẽ tiếp tục quay trên quỹ đạo gần như cũ. Chỉ khi hành tinh tiến rất gần hố đen hoặc bị quỹ đạo đưa vào vùng hấp dẫn mạnh, thảm họa mới thực sự bắt đầu.

Thành công mô phỏng trích xuất năng lượng từ hố đen

Một ý tưởng lý thuyết lâu đời thành một thí nghiệm thực tiễn, truyền cảm hứng cho những tiến bộ trong quang học, truyền thông không dây và khoa học lượng tử.

Hơn 50 năm trước, nhà vật lý Sir Roger Penrose đã đề xuất một ý tưởng đáng chú ý: trong điều kiện thích hợp, có thể trích xuất năng lượng từ một lỗ đen quay nhanh.

Theo khái niệm của ông, một hạt đi vào vùng ergosphere của lỗ đen, một vùng mà không thời gian bị kéo theo bởi sự quay của vật thể, có thể tách thành hai. Một mảnh sẽ rơi vào lỗ đen trong khi mảnh kia thoát ra mang theo nhiều năng lượng hơn hạt ban đầu.

Đọc nhiều nhất

Tin mới