Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học đã xác định được tốc độ quay của một lỗ đen, nhờ vào một phương pháp mới dựa trên việc quan sát chuyển động “lắc lư” của vật chất còn sót lại sau khi một ngôi sao bị lỗ đen nuốt chửng.
Hiện tượng này, gọi là sự kiện sao bị lỗ đen xé toạc (TDE), xảy ra khi lực hấp dẫn khổng lồ của lỗ đen phá hủy một ngôi sao, biến phần còn lại thành một đĩa bồi tụ sáng rực, nóng bỏng quay xung quanh nó. Theo nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí Nature, chính sự lắc lư của đĩa vật chất này là chìa khóa giúp các nhà khoa học đo được tốc độ quay của lỗ đen.
Kết quả cho thấy lỗ đen quay với vận tốc chưa đến 25% tốc độ ánh sáng — một tốc độ được xem là khá chậm đối với loại vật thể này.
Lỗ đen được nghiên cứu nằm ở trung tâm thiên hà SDSS J135353.80+535949.7, cách Trái đất khoảng một tỷ năm ánh sáng. Nó có khối lượng gấp khoảng 700.000 lần Mặt trời. Năm 2020, thiết bị NICER của NASA, đặt trên Trạm Vũ trụ Quốc tế, đã phát hiện một tia X lóe lên từ thiên hà này, được đặt tên là AT2020ocn. Các nhà khoa học xác định tia X đó phát ra ngay sau sự kiện ngôi sao bị phá hủy bởi lỗ đen.
Bằng cách theo dõi đĩa bồi tụ trong nhiều tháng, họ đo được chuyển động lắc lư đặc trưng khi đĩa bị ảnh hưởng bởi sự quay của lỗ đen. Đây là lần đầu tiên hiện tượng này được dùng để tính tốc độ quay của lỗ đen.
Theo tiến sĩ Dheeraj "DJ" Pasham, tác giả chính của nghiên cứu đến từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), phương pháp này mở ra khả năng xác định tốc độ quay của hàng trăm lỗ đen khác. Ông cho biết: “Bằng cách áp dụng kỹ thuật này cho nhiều hệ thống trong tương lai, chúng ta có thể hiểu được sự phân bố tốc độ quay và lịch sử tiến hóa của các lỗ đen theo thời gian.”
Ông cũng cho biết các thiết bị mới như Đài quan sát Rubin (đang được xây dựng ở Chile) sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện các sự kiện tương tự.
“Chỉ cần một phần nhỏ trong số những sự kiện Rubin ghi lại có tín hiệu như thế này, chúng ta sẽ có thể đo được tốc độ quay của hàng trăm lỗ đen bị phát hiện qua TDE. Từ đó, chúng ta có thể đưa ra những kết luận quan trọng về cách các lỗ đen phát triển qua hàng tỷ năm của vũ trụ,” Pasham nói thêm.
VŨ TRỤ