Các bức ảnh được thực hiện tại Đài thiên văn Nam Âu, sử dụng dàn kính viễn vọng đặt trên mặt đất ALMA lớn nhất thế giới. Chúng cho thấy cận cảnh các đầu phun (jet) của lỗ đen khổng lồ ở trung tâm các thiên hà và tác động của chúng đối với khu vực xung quanh.

Bức ảnh này cho thấy chi tiết các phần trung tâm của thiên hà tích cực hoạt động NGC 1433. (Ảnh: Getty Images)

Theo các chuyên gia thiên văn học, khi khí và bụi bị hút vào tâm của lỗ đen, một phần vật chất bị thổi bật trở ra và được gia tốc dưới tác dụng của từ trường xoắn xung quanh lỗ đen, tạo thành những đầu phun rực rỡ, có thể quan sát được trong khắp vũ trụ.

Ở trung tâm của hầu hết các thiên hà trong vũ trụ, kể cả dải Ngân hà của chúng ta, đều tồn tại những lỗ đen cực lớn, với khối lượng tương đương khối lượng tổng cộng của hàng tỉ mặt trời. Trong quá khứ xa xôi, những thiên thể kỳ lạ này rất tích cực hoạt động, “nuốt chửng” vô số vật chất từ khu vực xung quanh, tỏa sáng rực rỡ và thải loại những mảnh vật chất tí hon thông qua các đầu phun cực mạnh.

Hiện tại, hầu hết các lỗ đen “siêu” lớn ít hoạt động sôi nổi hơn so với thời trẻ, nhưng sự tác động qua lại giữa những đầu phun của lỗ đen với khu vực xung quanh chúng vẫn đang định hình sự phát triển của thiên hà.

Hai nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Astronomy & Astrophysics đã sử dụng dàn kính viễn vọng ALMA để khảo sát các đầu phun của lỗ đen ở quy mô rất khác nhau: một lỗ đen ở gần, tương đối trầm lặng trong thiên hà NGC 1433 và một lỗ đen ở rất xa và tích cực hoạt động có tên gọi PKS 1830-211.

Cận cảnh một cấu trúc vật chất xoắn đáng kinh ngạc quanh ngôi sao già R Sculptoris. (Ảnh: ESO)

Françoise Combes, chuyên gia thuộc Đài thiên văn Paris (Pháp) và là người dẫn đầu nghiên cứu thứ nhất, cho biết: “ALMA đã hé lộ một cấu trúc xoắn đáng kinh ngạc của các phân tử khí gần trung tâm của NGC 1433. Điều này đã lí giải cách thức vật bị hút chảy thành dòng để cung cấp nhiên liệu cho lỗ đen… Chúng tôi cũng phát hiện một đầu phun vật chất từ hố đen, trải dài chỉ khoảng 150 năm ánh sáng. Đây là dòng chảy phân tử nhỏ nhất kiểu này từng quan sát được trong một thiên hà bên ngoài (dải Ngân hà của chúng ta)”.

Trong trường hợp của PKS 1830-211, nhà nghiên cứu Ivan Martí-Vidal đến từ Đài quan sát không gian Onsala (Thụy Điển) và các cộng sự cũng quan sát được một lỗ đen cực lớn sáng rực rỡ hơn và tích cực vận động hơn. Đây là một bằng chứng cho quá trình theo thời gian, lỗ đen “siêu khủng” đột ngột hút một khối lượng vật chất khổng lồ, gia tăng sức mạnh của đầu phun và tăng bức xạ nhiệt tới mức năng lượng cao nhất.