Hàng trăm sợi khí có thành phần đa dạng tỏa ra từ lỗ đen ở trung tâm thiên hà của chúng ta.

Các quan sát vô tuyến từ kính viễn vọng MeerKAT của Nam Phi đã phát hiện ra hàng trăm sợi khí dài 5-10 năm ánh sáng phủ lên trung tâm dải Ngân Hà. Những sợi này tỏa ra ngang ra mặt phẳng tưởng tượng chia thiên hà của chúng ta thành nửa trên và dưới. Chúng trông như các nan hoa xe đạp xòe ra từ trục bánh là lỗ đen của thiên hà.

Theo tác giả nghiên cứu là các nhà khoa học từ Đại học Northwestern (Mỹ), những sợi khí này không sắp xếp một cách ngẫu nhiên mà dường như liên quan tới dòng chảy vật chất từ lỗ đen.

Năm 1984, các nhà khoa học từng phát hiện những sợi có từ tính, mỏng, dài vuông góc với mặt phẳng thiên hà gần Sagittarius A*. Đây là lỗ đen ở trung tâm dải Ngân hà, có kích cỡ lớn hơn Mặt trời của chúng ta 4 triệu lần. Nhưng phát hiện mới lần này rất đáng ngạc nhiên vì các sợi lại nằm ngang, nối với nhau, trông giống các dấu chấm và dầu gạch ngang của mã Morse. Dù trông bề ngoài giống nhau, nhưng các nhà khoa học cho rằng chúng không có cùng nguồn gốc.

Ví dụ, ở độ dài 150 năm ánh sáng, số sợi dọc dài hơn nhiều số sợi ngang. Chúng cũng không hướng lại về phía lỗ đen mà nằm thành từng đôi hoặc từng cụm. Số những sợi dọc này lên đến hàng nghìn và chứa các hạt di chuyển gần với vận tốc ánh sáng.

Ảnh từ kính viễn vọng MeetKAT chụp trung tâm thiên hà, với các sợi khí được mã hóa bằng màu tùy theo vị trí góc. Ảnh: Farhad Yusef-Zadeh
Ảnh từ kính viễn vọng MeetKAT chụp trung tâm thiên hà, với các sợi khí được mã hóa bằng màu tùy theo vị trí góc. Ảnh: Farhad Yusef-Zadeh

Trong khi đó, mới chỉ có vài trăm sợi ngang được phát hiện, và chúng đều nằm về một phía của lỗ đen. Những sợi này có vẻ phát sáng từ bức xạ nhiệt tỏa ra từ khí phân tử ấm (khí phân tử là nhiên liệu cần thiết để sản sinh những ngôi sao mới và duy trì sự sống cho thiên hà). Vì chúng tỏa ra từ lỗ đen nên có thể đây là một dòng chảy vật chất trực tiếp từ Sagittarius A* ra.

Các nhà khoa học ước tính các sợi ngang có tuổi thọ 6 triệu năm. Chúng hẳn bắt nguồn từ một dạng dòng chảy xuất phát từ một hoạt động nào đó diễn ra vài triệu năm trước. Đây có thể là kết quả từ sự tương tác giữa dòng chảy vật chất với các vật thể xung quanh.

Những sợi ngang có thể cho chúng ta biết nhiều điều quan trọng về Sagittarius A*. Định lý “lỗ đen không có tóc” do lý thuyết gia nổi tiếng John Wheeler đề xuất cho rằng một lỗ đen chỉ có thể được xác định qua 3 thuộc tính: khối lượng, mô-men động lượng (tức là động lượng quay của lỗ đen khi xoay tròn hay spin) và điện tích của nó. Vì các lỗ đen được cho là không mang điện tích đặc biệt lớn, như vậy ta chỉ có thể xác định được chúng bằng khối lượng và động lượng quay chứ không thể bằng bất kỳ đặc điểm nào khác (tức là, chúng "không có tóc")

Chúng ta đã biết khối lượng của Sagittarius A* là 4,1 triệu lần khối lượng Mặt trời, song spin của lỗ đen này thì còn chưa được biết rõ lắm, được cho là quay với tốc độ không quá 10% vận tốc ánh sáng.

 Một bức ảnh lỗ đen Sagittarius A* ở lõi thiên hà của chúng ta, chụp bằng kính viễn vọng Event Horizon. Ảnh: EHT Collaboration
Một bức ảnh lỗ đen Sagittarius A* ở lõi thiên hà của chúng ta, chụp bằng kính viễn vọng Event Horizon. Ảnh: EHT Collaboration

Việc tìm hiểu các sợi ngang có thể giúp chúng ta biết thêm về spin của lỗ đen này, cũng như hướng của đĩa bồi tụ (một cấu trúc có từ vật chất đang rơi vào và chuyển động quanh nguồn hấp dẫn, mang hình đĩa do tác động của lực li tâm). Hướng đĩa bồi tụ có thể chỉ ra cách Sagittarius A* tiêu thụ những vật chất lảng vảng đến quá gần như thế nào.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters.