Hình ảnh sắc nét nhất từ trước đến nay về rìa hố đen

ảnh: NASA, ESA, CSA

Kể từ thập niên 1990, các nhà thiên văn quan sát được một hiện tượng phát sáng bất thường trong các bước sóng hồng ngoại quanh các siêu hố đen đang hoạt động ở trung tâm của một số thiên hà.

Trước đây, họ cho rằng những lượng bức xạ hồng ngoại dư thừa này xuất phát từ các dòng vật chất bị nung nóng và bị đẩy khỏi các hố đen.

Tuy nhiên, trong báo cáo trên chuyên san Nature Communications số tháng 1, một đội ngũ các nhà nghiên cứu đã sử dụng kính James Webb để nhìn vào trung tâm của thiên hà Circinus, cách trái đất khoảng 13 triệu năm ánh sáng. Mục đích là nhằm tìm hiểu khu vực xung quanh siêu hố đen của thiên hà này.

Dữ liệu từ kính James Webb cùng với quan sát do nhiều kính viễn vọng trên mặt đất thực hiện cho thấy lượng bức xạ hồng ngoại dư thừa đến từ đĩa bụi vật chất đang rơi vào hố đen, chứ không phải từ vật chất bị thổi ngược ra ngoài như giả thuyết trước đây.

Phát hiện mới có thể cho phép giới thiên văn học hiểu rõ hơn quá trình phát triển và tiến hóa của các siêu hố đen, cũng như ảnh hưởng của chúng đối với thiên hà chủ.

Bánh donut và đĩa bồi tụ

Những hố đen đang hoạt động ở trung tâm các thiên hà được nuôi dưỡng bởi một vòng khí bụi khổng lồ, và vòng này được hình dung như một chiếc bánh donut.

Khi hố đen hút vật chất từ thành trong của cấu trúc này, vật chất sẽ tạo thành một đĩa bồi tụ mỏng hơn, xoáy dần vào hố đen giống như nước chảy xuống lỗ thoát nước.

Tuy nhiên, các hố đen không phải là máy hút chân không, mà trên thực tế đẩy ngược một số vật liệu ra bên ngoài.

Vì thế việc hiểu được bản chất của "bánh donut", đĩa bồi tụ và dòng vật chất thoát ra ngoài là chìa khóa để lý giải cách hố đen hút và phóng thích vật chất, từ đó tác động đến sự tiến hóa của toàn bộ thiên hà.

ảnh: NASA, ESA, CSA

Hóa giải bí ẩn từ lâu

Tác giả báo cáo Enrique Lopez-Rodriguez, chuyên gia về tiến hóa của thiên hà ở Đại học Nam Carolina (Mỹ), cho biết nhờ kỹ thuật mới cho phép tăng cường độ phân giải, kính James Webb đã ghi lại hình ảnh rõ nét nhất từ trước đến nay của một vùng rộng khoảng 33 năm ánh sáng ở trung tâm thiên hà Circinus.

Phân tích cho thấy khoảng 87% lượng bức xạ hồng ngoại dư thừa thoát ra từ đĩa bụi đang trực tiếp nuôi hố đen, tức bề mặt bên trong của "bánh donut"

Ngược lại, các luồng vật chất bị phóng thích khỏi hố đen chỉ đóng góp chưa đến 1% lượng bức xạ này.

Theo chuyên gia Lopez-Rodriguez, quá trình bồi tụ vật chất có thể đang kìm hãm sự hình thành sao ở trung tâm thiên hà Circinus. Thế nhưng, cần thêm các quan sát khác của kính James Webb trong tương lai để xác nhận giả thuyết đó.