Bí ẩn hố đen siêu nặng ở trung tâm Dải Ngân hà làm thay đổi không – thời gian

Không - thời gian là một mô hình toán học kết hợp không gian ba chiều và 1 chiều thời gian để trở thành một không gian bốn chiều. Một nhóm các nhà vật lý đã quan sát hố đen Sagittarius A*, nằm cách Trái Đất 26.000 năm ánh sáng bằng Đài quan sát tia X Chandra của NASA. Họ đã tính toán được tốc độ quay của Sagittarius A* bằng cách sử dụng phương pháp dòng chảy ra, quan sát sóng vô tuyến và phát xạ tia X được phát hiện trong vật chất và khí quanh hố đen, còn được biết tới là đĩa bồi tụ.

Các nhà nghiên cứu xác nhận hố đen đang quay gây ra hiệu ứng Lense-Thirring. Còn được gọi là hiệu ứng kéo khung, Lense-Thirring là những gì xảy ra khi một hố đen kéo không - thời gian theo vòng quay của nó, chủ nhiệm nghiên cứu Ruth Daly - Giáo sư Vật lý tại Đại học bang Pennsylvania cho hay.

Theo bà, "với vòng quay này, Sagittarius A* đang thay đổi mạnh mẽ hình dạng không - thời gian ở khu vực xung quanh nó".

"Nếu một hố đen đang quay nhanh thì không - thời gian quanh nó không còn đối xứng. Hố đen đang quay kéo tất cả không - thời gian cùng với nó".

Theo Giáo sư Daly, việc thay đổi không - thời gian không đáng lo ngại nhưng việc làm rõ hiện tượng này rất hữu ích với các nhà thiên văn học.

"Đây là một công cụ tuyệt vời để hiểu về vai trò của hố đen trong sự hình thành và tiến hóa của thiên hà. Thực tế cho thấy, chúng là những thực thể năng động có thể quanh và tác động đến thiên hà. Điều này rất thú vị", bà Daly cho hay.

Vòng quay của hố đen có giá trị từ 0 đến 1 với 0 có nghĩa là hố đen không quay và 1 là giá trị quay tối đa. Trước đó chưa có sự nhất trí về giá trị quay cho Sagittarius A. Tuy nhiên, nhờ phương pháp dòng chảy ra - phương pháp duy nhất sử dụng thông tin từ dòng chảy ra và vật chất trong khu vực xung quanh hố đen, Sagittarius A* được xác định có giá trị quay từ 0,84 - 0,96 trong khi hố đen M87* nằm trong cụm thiên hà Xử Nữ cách Trái Đất 55 triệu năm ánh sáng quay ở giá trị 1 (với độ không đảm bảo là cộng hoặc trừ 0,2).

Biết được khối lượng và sự quay của hố đen giúp các nhà thiên văn học hiểu được chúng hình thành và tiến hóa thế nào. Các hố đen hình thành do sự sáp nhập của các hố đen nhỏ hơn sẽ có giá trị quay thấp, Giáo sư về vũ trụ học Dejan Stojkovic tại Đại học Buffalo - người không tham gia vào nghiên cứu trên cho hay. Tuy nhiên, một hố đen được tạo thành với sự bồi tụ của khí xung quanh sẽ có giá trị quay cao.

Giá trị quay của Sagittarius A* cho thấy phần lớn khối lượng của nó đến từ sự bồi tụ.

"Câu hỏi liệu hố đen ở trung tâm thiên hà có quay hay không, hoặc nó quay nhanh như thế nào rất quan trọng", Giáo sư Stojkovic đánh giá.