Hố đen - Kho dự trữ năng lượng của vũ trụ

“Nơi hầm tối là nơi sáng nhất”, không đây không chỉ là lời của một bài hát mà còn là một thực tế trong vũ trụ bao la: những tia sang rực rỡ nhất trong vũ trụ lại thường xuất phát từ những điểm tối nhất, xa xăm nhất trong không gian.

Hố đen, cái tên cũng nói lên nhiều điều, là một nơi mà ánh sáng cũng không chạy trốn được do trường lực hấp dẫn quá mạnh tồn tại nơi đây. Mặc dầu bản thân hố đen là vô hình, nhưng những vùng không gian xung quanh lại ngự trị từ trường và trường hấp dẫn mạnh khủng khiếp mà từ đó những chùm tia bức xạ năng lượng vào loại cao nhất đã được phát ra.
Những tia bức xạ vào loại hàng “khủng” nhất như tia vũ trụ, tia gamma hay các đầu phun plasma đồng loạt phát ra khắp trong vũ trụ mà tới nay các nhà nghiên cứu mới chỉ bắt đầu hiểu được đôi phần về các bí mật của chúng.

Mức độ đậm đặc tới vô hạn !
Hố đen có độ đậm đặc khối lượng cực kỳ lớn tập trung trong một điểm đơn lẻ trong không gian. Tại tâm của nó, tất cả vật chất bị nén chặt vào trong một khoảng có thể tích tiến tới không hay còn gọi là điểm kỳ dị. Tại đó, trường lực hấp dẫn được cho là lớn tới vô hạn và làm cho không-thời gian bị bẻ cong cũng tới vô cùng.

Thế nhưng, bất chấp những điều ghê gớm nhất đang xẩy ra bên trong một hố đen, nếu chúng ta giữ một khoảng cách đủ an toàn, sự tác động của nó cũng chỉ đơn thuần như bất kỳ một thiên thể nào trong không gian. Điều đó có nghĩa là nếu Mặt trời của chúng ta được thay bằng một hố đen có cùng khối lượng, khi đó tất cả các hành tinh trong hệ vẫn cứ quay xung quanh Mặt trời-hố đen như thường, mặc dầu vậy sự sống không thể tồn tại bất cứ nơi đâu bởi vì thiếu nguồn năng lượng do ánh sáng Mặt trời vẫn hằng đem lại.

Các nhà khoa học tin rằng hố đen được sinh ra từ các vụ nổ cuối đời của các ngôi sao nặng. Khi một ngôi sao sử dụng hết nguồn nhiên liệu của mình, nó sẽ bị nổ tung do lực nén ép của trọng lực của chính ngôi sao và phần vật chất bên trong cứ ngày càng bị thu nhỏ mãi và cuối cùng chở thành một hố đen trong khi phần vật chất bên ngoài bị thổi bung ra xung quanh trong một vụ nổ thuộc vào loại mạnh mẽ nhất trong vũ trụ với tên gọi supernova.

Ảnh mô phỏng: Khi khí và bụi bị hút vào tâm của hố đen, một phần vật chất bị thổi bật chở ra và được gia tốc dưới tác dụng của từ trường xoắn xung quanh hố đen và tạo thành những đầu phun (jet) rực rỡ mà mà có thể quan sát được trong khắp vũ trụ. Credit: Marscher et al., Wolfgang Steffen, Cosmovision, NRAO/AUI/NSF

Các tia vũ trụ, sự bùng phảt tia gamma và các tia jet
Theo các nhà khoa học thì phần năng lượng thoát ra từ các vụ nổ hình thành hố đen làm cho các hạt vật chất được gia tốc lên tới vận tốc cực lớn và tạo thành cái gọi là tia vũ trụ trong khắp vũ trụ của chúng ta ở vận tốc gần với vận tốc ánh sáng. Chúng ta vẫn có thể ghi nhận được phần nào các tia vũ trụ này và với cường độ cao, các tia này có thể làm hỏng các thiết bị điện tử.
Một hiệu ứng nữa của hố đen và supernova là những chùm tia ngắn gamma có năng lượng cao hay còn gọi là ‘bùng phát tia gamma’ hay GRB (không phải là RGB để chỉ 3 mầu cơ bản). Các chum tia GRB xuất phát từ các thiên hà xa xôi và được coi là những nguồn sáng nhất từng thấy trong vũ trụ.

Và các hố đen còn được coi là nguyên nhân cho việc tạo thành các đầu phun jet bao gồm khí nóng tích điện phun ra từ tâm của các thiên hà xa xôi. Những thiên hà này còn được gọi là các blazer dường như là luôn tồn tại các hố đen siêu nặng ở tâm và chúng làm biến dạng không-thời gian ở những mức độ khủng khiếp nhất. Khi khí và bụi bị hút vào tâm của hố đen, một phần vật chất bị thổi bật chở ra và được gia tốc dưới tác dụng của từ trường xoắn xung quanh hố đen và tạo thành những đầu phun (jet) rực rỡ mà mà có thể quan sát được trong khắp vũ trụ.
Govind Menon, một giáo sư vật lý tại ĐHTH Troy bang Alabama, Hoa kỳ nói:” Chúng tôi đã nghiên cứu cơ chế bình điện đề lấy năng lượng của một hố đen đang tự quay và đó là nguồn năng lượng cung cấp cho các tia jet và các nguồn tia gamma năng lượng cao”.

Giáo sư Menon mới đây cùng với nhà thiên văn học Charles Dermer của Học viện Hải quân Hoa kỳ, đã cho xuất bản cuốn” Bức xạ năng lượng cao từ các hố đen: tia Gamma, tia Vũ trụ và các Neutrino” (2009 Princeton Uni Press.)

Các nhà nghiên cứu thậm chí còn cho biết sẽ có nhiều bí mật về hố đen hơn sẽ được khám phá sớm nhờ vào sự phục vụ của Kính thiên văn vũ trụ Fermi nghiên cứu Tia Gamma , của thí nghiệm Neutrino ở Nam cực , của detector tia gamma ở mặt đất với năng lượng đạt 1000GeV và của Đài quan sát tia vũ trụ Pierre Auger đặt tại Argentina.

Dermer kết luận:” Đây là thập kỷ của những phát kiến khoa học diệu kỳ trong lĩnh vực thiên văn năng lượng cao và trong vật lý hạt thiên văn”.

Thohry
Theo Space.com

Hố đen - Kho dự trữ năng lượng của vũ trụ

Bảng Tin HAAC

Chuyên Trang

Bình chọn