Vén màn bí ẩn vũ trụ qua 10 vật thể (Phần 8)

8. Sagittarius A*

Nó là cái gì?

Siêu lỗ đen

Nó ở đâu?

Tâm Ngân hà, ở xa 25 640 năm ánh sáng

Tâm Ngân hà

BÍ ẨN: CÁC SIÊU LỖ ĐEN RA ĐỜI NHƯ THẾ NÀO?

Nếu bạn có một đêm đẹp trời ngắm nhìn chòm sao Bọ Cạp (Scorpius), bạn hãy tìm cái đuôi của nó. Dõi theo cái đuôi cong của nó uốn vào bầu trời đêm lân cận, bạn sẽ tự mình tìm thấy ngay thôi: trung tâm của Ngân hà. Ở đó có một lỗ sụt lún của thiên hà của chúng ta, một siêu lỗ đen tên gọi là Sagittarius A*. Thật kinh ngạc làm sao, nó cân nặng bằng 4 triệu lần khối lượng Mặt Trời và nằm gọn trong đường kính 44 triệu kilo-mét. Toàn bộ vật chất đó bị nén vào một không gian chừng bằng kích cỡ của quỹ đạo Thủy tinh xung quanh Mặt Trời.

Mặc dù các lỗ đen bịp bợm như thế, nhưng chúng ta nghĩ chúng chỉ là hệ quả tự nhiên của cách vật chất tạo nên thiên hà. Vật chất kết tụ để hình thành các sao, và một số sao ấy cuối cùng trở nên đồ sộ đến mức chúng suy sụp dưới lực hấp dẫn riêng của chúng và tạo thành một lỗ đen khối lượng cấp sao.

Theo thời gian một vật thể như thế có thể sẽ trở thành siêu lỗ đen. Lực hấp dẫn kinh khủng của nó nuốt chửng bụi, chất khí và ánh sáng từ thiên hà xung quanh nó vào một cái đĩa bao xung quanh nó, cuối cùng thì nó hút vật chất này vượt qua “chân trời sự kiện” và không bao giờ được nhìn thấy nữa. Lỗ đen ăn càng nhiều thì khối lượng của nó càng lớn và lực hút của nó càng mạnh bạo. Lỗ đen to nhất có thể tóm giữ một phần mười khối lượng Mặt Trời vào vành đĩa của chúng mỗi năm.

Nhưng các tính toán cho thấy có một giới hạn nghiêm khắc đối với thói háu đói của lỗ đen. “Cái đĩa [bao xung quanh lỗ đen] phát bức xạ và nó có thể tống khứ vật chất ra xa, và điều đó sẽ làm dừng sự bồi tụ,” phát biểu của Scott Kenyon tại Trung tâm Thiên văn Vật lí Harvard-Smithsonian ở Massachusetts.

Tuy nhiên, trên thực tế các lỗ đen thường đâu coi quy luật ấy ra gì. Sagittarius A* vẫn hãy còn non so với lỗ đen bự chảng nhất từng được tìm thấy. Con quái thú này, ở xa 3,5 tỉ năm ánh sáng tại tâm của một quasar tên là OJ 287, có khối lượng bằng một tỉ Mặt Trời. Để to đến như thế, mỗi năm nó phải tọng vào khoảng chín ngôi sao cỡ Mặt Trời trong 10 tỉ năm qua. Nó cũng là siêu lỗ đen già cỗi nhất, nó đã to bằng 800 triệu lần khối lượng Mặt Trời khi vũ trụ mới 700 triệu năm tuổi.

Có lẽ những con quái vật khổng lồ này hình thành khi mỗi ngày các siêu lỗ đen hợp nhất, đem lại cho chúng cú hích tăng trưởng – mặc dù quá trình đó diễn ra dữ dội nhưng nó cũng có khả năng làm tán xạ vật chất ở vùng lân cận giúp chúng tiếp tục lớn lên, Kenyon nói. Hoặc có thể chúng đã xơi tái vô số sao khối lượng lớn.

Hoặc có thể chúng ta đã có hiểu biết không đúng: các thiên hà không hề sinh ra tất cả các siêu lỗ đen, mà các lỗ đen có thể xuất hiện trước, theo lời Avi Loeb, cũng tại Harvard. “Nó phụ thuộc hoàn toàn vào cách bạn định nghĩa thế nào là một thiên hà,” ông nói.

Nếu vũ trụ chứa các tiền-thiên hà vốn chỉ là những đám mây khí nóng, thì những đám mây này có thể suy sụp trực tiếp thành lỗ đen nếu chúng đủ mức đậm đặc, Loeb nói. “Bạn có thể hình dung một số lỗ đen được sinh ra không bao lâu sau vụ nổ lớn và tồn tại trong chốc lát, chúng hút lấy vật chất và tạo ra thiên hà,” ông nói. Kịch bản đó sẽ cho chúng có đủ thời gian hút lấy các sao và lớn lên thành những con quái vật đồ sộ mà chúng ta thấy ngày nay.

Nguồn: New Scientist