Nhóm nghiên cứu đã công bố phát hiện này trên The Astrophysical Journal Letters vào ngày 18 tháng 2. Trong đó, họ mô tả những tia sáng bất thường xuất hiện xung quanh lỗ đen, không theo một quy luật nhất định mà dường như xảy ra một cách ngẫu nhiên. Theo giáo sư Farhad Yusef-Zadeh, nhà thiên văn học tại Đại học Northwestern và là tác giả chính của nghiên cứu, Nhân Mã A* luôn ở trong trạng thái bất ổn. “Nó không ngừng biến đổi và dường như không bao giờ đạt đến trạng thái cân bằng. Chúng tôi đã quan sát lỗ đen này suốt năm 2023 và 2024, mỗi lần thu được một kết quả khác nhau. Không có lần nào giống lần nào”, ông chia sẻ qua email.
Nhờ vào Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST), các nhà khoa học đã có thể quan sát chi tiết hơn về các hoạt động diễn ra tại khu vực quanh lỗ đen này. Kết quả thu được cho thấy Nhân Mã A* liên tục phát ra những vụ phun trào kỳ lạ, một hiện tượng vẫn chưa được giải thích thấu đáo.
Cỗ máy năng lượng bí ẩn giữa thiên hà
Dù Nhân Mã A* chỉ chiếm khoảng 0,0003% tổng khối lượng của Dải Ngân hà, nhưng nó lại có ảnh hưởng rất lớn đến môi trường xung quanh. Lỗ đen này không chỉ hút vật chất mà còn phóng ra những luồng năng lượng mạnh mẽ với tốc độ gần bằng vận tốc ánh sáng, tạo ra một cơ chế phản hồi đã góp phần định hình thiên hà của chúng ta ngay từ thời kỳ sơ khai.
Các nhà khoa học tin rằng lỗ đen này có nguồn gốc từ sự sụp đổ của một ngôi sao khổng lồ hoặc một đám mây khí, sau đó tiếp tục phát triển nhờ hấp thụ các vật thể khác. Khi đạt đến kích thước khổng lồ, nó thậm chí có thể nuốt chửng cả các lỗ đen siêu lớn khác.
Để nghiên cứu Nhân Mã A*, nhóm khoa học đã sử dụng Camera hồng ngoại gần (NIRCam) của JWST để quan sát đĩa bồi tụ của lỗ đen – một vòng khí và bụi chuyển động nhanh bao quanh vùng không-thời gian bị bẻ cong mạnh mẽ. Trong suốt 48 giờ theo dõi, họ đã ghi nhận một hiện tượng đáng chú ý: các luồng sáng liên tục phun trào từ đĩa bồi tụ, với tần suất khoảng 5-6 lần mỗi ngày. Xen giữa các đợt sáng lớn còn có những tia sáng nhỏ hơn, tạo nên một màn trình diễn pháo hoa vũ trụ ngoạn mục.
“Mọi thứ luôn trong trạng thái thay đổi”, Yusef-Zadeh nói. “Độ sáng liên tục dao động, rồi đột nhiên, một tia sáng khổng lồ xuất hiện. Sau đó, nó lắng xuống, rồi lại bùng lên. Chúng tôi không tìm thấy bất kỳ mô hình hay chu kỳ nào trong hoạt động này. Dường như tất cả diễn ra một cách ngẫu nhiên”.
Điều gì đang thúc đẩy những vụ phun trào này?
Dù chưa thể xác định chính xác nguyên nhân gây ra các tia sáng bí ẩn này, nhưng nhóm nghiên cứu đã đề xuất hai cơ chế tiềm năng.
Thứ nhất, các tia sáng nhỏ có thể xuất phát từ sự nén và dao động của plasma trong đĩa bồi tụ. Khi các dòng khí nóng bị ép chặt bởi lực hấp dẫn khổng lồ của lỗ đen, chúng có thể giải phóng năng lượng dưới dạng bức xạ tạm thời, tạo ra những tia sáng yếu hơn.
Thứ hai, những vụ phun trào lớn hơn có thể là kết quả của sự xung đột giữa các đường từ trường bên trong đĩa bồi tụ. Khi các đường sức từ bị căng quá mức và đột ngột tái kết nối, chúng sẽ giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, đẩy các hạt vật chất ra khỏi đĩa với vận tốc gần bằng tốc độ ánh sáng. Đây là một hiện tượng thường thấy trong các môi trường từ trường cực mạnh, giống như các vụ bùng phát năng lượng Mặt trời nhưng ở quy mô lớn hơn rất nhiều.
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện một chi tiết thú vị: khi quan sát các tia sáng ở hai bước sóng khác nhau (2,1 micron và 4,8 micron), họ nhận thấy các tia sáng mờ đi nhanh hơn ở bước sóng ngắn hơn so với bước sóng dài. Điều này cho thấy các hạt phát sáng có thể mất năng lượng nhanh hơn ở bước sóng cao hơn, một đặc điểm phổ biến của các hạt di chuyển dọc theo đường từ trường.
Để có thể tìm hiểu sâu hơn về hiện tượng này, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ sử dụng JWST để quan sát Nhân Mã A* trong khoảng thời gian 24 giờ liên tục, không bị gián đoạn. Việc này sẽ giúp họ giảm nhiễu trong dữ liệu, cho phép phân tích kỹ hơn về cấu trúc và động lực học của các vụ phun trào.
“Khi nghiên cứu những hiện tượng phức tạp như thế này, bạn phải đối mặt với rất nhiều nhiễu trong dữ liệu”, Yusef-Zadeh nói. “Nếu chúng tôi có thể quan sát liên tục trong 24 giờ, chúng tôi có thể lọc bỏ các yếu tố gây nhiễu để phát hiện ra những đặc điểm mới mà trước đây chưa từng thấy. Ngoài ra, điều này cũng giúp xác định liệu các vụ phun trào có diễn ra theo chu kỳ hay thực sự ngẫu nhiên”.
Phát hiện này không chỉ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về Nhân Mã A*, mà còn mở ra cơ hội nghiên cứu về cách các lỗ đen siêu lớn ảnh hưởng đến thiên hà của chúng ta. Hiện tượng phun trào từ lỗ đen có thể đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh sự hình thành sao, cấu trúc đĩa bụi và sự tiến hóa của thiên hà. Việc giải mã các tia sáng bí ẩn này có thể giúp làm sáng tỏ những bí mật đã tồn tại hàng tỷ năm qua trong vũ trụ.
Với những công nghệ tiên tiến như JWST, con người ngày càng tiến gần hơn đến việc giải mã những hiện tượng bí ẩn nhất trong không gian. Nhân Mã A* vẫn còn rất nhiều điều cần được khám phá, và những phát hiện mới từ lỗ đen này có thể giúp thay đổi hiểu biết của chúng ta về vũ trụ một cách sâu sắc hơn bao giờ hết.
