Ảnh chụp hố đen Sagittarius A*. Ảnh: EHT
Kính viễn vọng chân trời sự kiện (EHT) là mạng lưới đĩa vô tuyến được thiết kế để phát hiện ánh sáng khi vật chất biến mất trong hố đen. EHT là một trong số nhiều dự án thiên văn học đáng chú ý giúp mở rộng quan sát của con người về vũ trụ trong những năm gần đây. Hôm 12/5, các nhà khoa học công bố ảnh chụp đầu tiên của hố đen siêu khối lượng ở trung tâm dải Ngân Hà mang tên Sagittarius A*. Vậy EHT hoạt động như thế nào?
EHT bao gồm tập hợp ăngten độc đáo trên toàn thế giới, hợp thành một kính viễn vọng ảo rộng gần bằng Trái Đất (khoảng 10.000 km). Mạng lưới đĩa vô tuyến được điều chỉnh về phía dải Ngân Hà và đi vào hoạt động năm 2015 với sự tham gia của 80 viện thiên văn học khác nhau. Năm 2019, EHT chia sẻ bức ảnh đầu tiên chụp hố đen M87* ở thiên hà cách xa chúng ta.
Hôm 12/5, một nhóm nhà thiên văn học quốc tế hé lộ hình ảnh đầu tiên của hố đen siêu khối lượng Sagittarius A*, cách Trái Đất 26.000 năm ánh sáng và có khối lượng tương đương 4 triệu Mặt Trời. Về lý thuyết, việc quan sát hố đen là bất khả thi do ánh sáng không thể thoát khỏi nó. Nhưng EHT đã khắc phục vấn đề này. Mạng lưới ghi lại chớp ánh sáng sinh ra khi vật chất như hành tinh, mảnh vỡ hoặc bất kỳ thứ gì tới quá gần, bị hút vào rìa ngoài của hố đen, tức chân trời sự kiện.
"Chúng tôi có thể phát hiện hình bóng của một hố đen trên nền khí và bụi phát sáng", nhà nghiên cứu Frederic Geth ở Viện thiên văn học vô tuyến milimet Pháp - Đức, cho biết.
Đám mây vật chất xoay tròn xung quanh hố đen chỉ có thể quan sát được khi dùng một dải tần số vô tuyến chính xác gọi là sóng milimet và sử dụng kính viễn vọng vô tuyến giống đĩa vệ tinh TV nhưng lớn hơn nhiều. Thiết bị cần phải vô cùng đồ sộ để phát hiện tín hiệu vô tuyến yếu phát ra từ một vật thể ở khoảng cách cực xa Trái Đất. Nhưng không có kính viễn vọng vô tuyến nào với công nghệ hiện nay có độ phân giải đủ cao.
Vì vậy, các nhà thiên văn học sử dụng kỹ thuật giao thoa, liên kết cặp ăngten vô tuyến chĩa vào cùng một vật thể trên bầu trời để tạo ra kính viễn vọng "ảo" gọi là giao thoa kế. Tổ hợp này có thể quan sát chi tiết như ống kính zoom của camera. Dự án EHT còn tiến xa hơn khi dùng kính viễn vọng vô tuyến ở 8 đài quan sát trên thế giới, từ Mỹ tới châu Âu và từ Greenland tới Nam Cực, để tạo ra một kính viễn vọng mới mạnh hơn rất nhiều. Kỹ thuật này có tên gọi giao thoa đường cơ sở rất dài (VLBI).
Trong khi Trái Đất quay, những kính viễn vọng khác nhau có thể thu được sóng ánh sáng hơi khác biệt phát ra từ vật chất xung quanh hố đen. Các nhà nghiên cứu có thể kết hợp các mô hình để tạo ra bức ảnh hoàn chỉnh. Tín hiệu thu được ở mỗi ăngten cần khớp nhau, ngay cả khi ở cách nửa vòng Trái Đất, vì vậy, mỗi cơ sở đều trang bị một đồng hồ nguyên tử.
Thành công của EHT trong việc phát hiện M87* và Sagittarius A* cung cấp thêm bằng chứng về hố đen siêu khối lượng, bước tiến lớn nhằm củng cố các giả thuyết về cấu trúc vũ trụ. Hố đen là môi trường cực hạn và hỗn loạn nhất từng tồn tại. Nhưng nhờ EHT, giới nghiên cứu có thể hiểu rõ hơn về vật thể bí ẩn này.
An Khang (Theo Phys.org)