Bí ẩn về hố đen TON 618 – “Gã khổng lồ ngoại lai” nặng hơn Mặt Trời 66 tỷ lần

by X Công Nghệ

Như chúng ta đã biết ánh sáng được truyền đi với tốc độ vô cùng lớn trong không gian lên đến xấp xỉ 300 nghìn km/s. Nó nhanh hơn bất cứ thứ vật chất gì mà con người có thể tạo ra hiện nay và có thể trong tương lai rất xa nữa.

Tuy nhiên, trong vũ trụ bao la này, ánh sáng chỉ bao phủ được một phần rất nhỏ không đáng kể gì so với bóng tối. Mặc dù có rất nhiều ngôi sao sáng trong các thiên hà nhưng rốt cục thì bóng tối luôn chiếm thế thượng phong.

Thậm chí có một thứ bóng tối còn hấp thụ luôn cả ánh sáng, mà chúng ta vẫn thường biết đến với cái tên quen thuộc “hố đen”.

Khoa học hiện đại cho rằng, các hố đen đã xuất hiện trong vũ trụ kể từ khi vũ trụ còn chưa đầy một tỷ năm tuổi. Và những hố đen lâu đời như vậy sẽ càng ngày càng phát triển có khối lượng lớn hơn sau một thời gian dài tồn tại. Chúng hấp thụ các hành tinh và ngôi sao, thậm chí là hợp nhất với cả những hố đen khác để tạo thành những thực thể to lớn hơn gấp bội. Tuy nhiên, vũ trụ rộng lớn bao la, số lượng hố đen không đủ nhiều để những vụ hợp nhất này diễn ra thường xuyên.

Các hố đen thông thường có khối lượng lớn hơn khối lượng Mặt Trời từ 5 đến 10 lần. Cùng với đó trong vũ trụ cũng tồn tại những siêu hố đen có khối lượng gấp hàng triệu lần, thậm chí hàng tỷ lần khối lượng Mặt Trời.

Khối đen nhỏ nhất từng được nhân loại biết đến có khối lượng khiêm tốn chỉ gấp khoảng 3 lần mặt Trời. Ví dụ như một hố đen thuộc hệ sao đôi có tên là XTE J1650-500 chỉ có khối lượng gấp 3,8 lần khối lượng Mặt Trời.

Nhưng bạn cần biết rằng, Mặt Trời của chúng ta có khối lượng 1,989,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kg tức là khoảng gần 2 nghìn tỷ tỷ tỷ kilogram. Nên khối lượng của hố đen chỉ gấp 3,8 lần kia cũng không hề tầm thường chút nào.

Vậy nhưng, đó chỉ là hố đen thuộc hàng nhỏ nhất mà con người biết tới. Bạn sẽ thấy rằng nó siêu siêu nhỏ so với một hố đen nằm ở trung tâm của Dải Ngân Hà có tên là Sagittarius A* có khối lượng gấp 4,5 triệu lần so với Mặt Trời.

Hố đen Sagittarius A* và Mặt Trời.

Nhưng đừng vội ngạc nhiên, có một thiên hà cách Trái Đất khoảng 11 triệu năm ánh sáng có tên là Centaurus A – vốn được hình thành từ một vụ hợp nhất hai thiên hà nhỏ hơn, mà theo các nhà khoa học thì quá trình hợp nhất này vẫn đang được diễn ra, và nó được bao bọc bởi vô số các ngôi sao sáng chói màu xanh.

Ở trung tâm của thiên hà Centaurus A tồn tại một hố đen siêu to có khối lượng gấp 1 tỷ lần khối lượng Mặt Trời của chúng ta.

Còn hình ảnh dưới đây, là một so sánh về kích thước của hố đen siêu to khổng lồ có tên là S5 0014+81 và Hệ Mặt Trời.

Sự nhỏ bé của Hệ Mặt Trời khi so với hố đen S5 0014+81.

Như bạn có thể thấy kích thước Hệ Mặt Trời tưởng chừng rất to lớn mà chúng ta biết là không đáng kể gì so với hố đen S5 0014+81. Hố đen này có khối lượng gấp 40 tỷ lần khối lượng của Mặt Trời. Mỗi năm, nó hấp thụ một lượng vật chất bằng khoảng 4000 Mặt Trời cộng lại.

Một hố đen khác nằm ở trung tâm thiên hà Messier 60 có khối lượng gấp 4,5 tỷ lần Mặt Trời.

Và tất nhiên, tất cả những thứ đó vẫn chưa thể so sánh được với nhân vật chính trong bài viết ngày hôm nay là hố đen mang tên TON 618 được mệnh danh là ‘’Quái vật vũ trụ” bởi kích thước khổng lồ của nó.

Siêu hố đen TON 618 có vị trí nằm trong siêu chuẩn tinh cùng tên, cách xa Trái Đất khoảng hơn 10 tỷ năm ánh sáng. Siêu chuẩn tinh này phát ra nguồn sáng vô cùng lớn vì hố đen TON 618 của nó hoạt động mạnh mẽ tới mức nó không kịp hấp thụ vật chất mà nó hút được khiến tạo ra bức xạ điện từ vô cùng lớn.

Siêu hố đen khổng lồ TON 618 khi so sánh với các thực thể nhỏ hơn.

Hố đen TON 618 sáng bằng 140 nghìn tỷ lần Mặt Trời và có khối lượng gấp 66 tỷ lần khối lượng của Mặt Trời. Để bạn dễ hình dung thì tất cả các ngôi sao trong thiên hà Milky Way của chúng ta cộng lại chỉ có khối lượng tương đương với 64 tỷ lần Mặt Trời, thì TON 618 còn lớn hơn thế nữa.

Làm một phép tính đơn giản có thể thấy được hố đen Ton 618 lớn hơn hố đen Sagittarius A* khoảng 15 nghìn lần.

Đó thực sự là hố đen có kích thước đáng kinh ngạc bởi vì nó lớn quá sức tưởng tượng của con người, bộ não con người không có nhu cầu biết đến những con số lớn đến mức như vậy. Tuy nhiên theo các nhà khoa học, các hố đen TON 618 có thể vẫn chưa phải là hố đen có kích thước lớn nhất. Mọi thứ đều có thể xảy ra trong vũ trụ rộng lớn bao la này.

Các nhà khoa học đang tập trung vào một nghiên cứu mới về những loại siêu hố đen mà có thể không được chú ý tới gần đây. Đó là những loại hố đen có khối lượng siêu lớn được gọi là SLAB (Stupendously Large Black Holes). Những gã khổng lồ được nhắc đến trong trường hợp này sẽ có khối lượng lớn gấp khoảng 100 tỷ lần so với Mặt Trời. Dù nhân loại chưa từng phát hiện ra hố đen nào như vậy, nhưng xét trên lý thuyết thì điều này không hề bất khả thi.

Tuy nhiên, quá trình hình thành nên các SLAB như vậy vẫn còn là ẩn số với giới khoa học, bởi chúng ta chưa hiểu rõ làm thế nào các hố đen siêu khổng lồ như vậy được tạo ra, tất cả vẫn chỉ là những tính toán và dự đoán trên lý thuyết.

Một trong những lý thuyết liên quan đó là về hố đen nguyên thủy. Quá trình hấp thụ vật chất và hợp nhất tạo ra các hố đen siêu khổng lồ đồng thời giải phóng các bức xạ. Các vật chất khác sau đó vượt qua ranh giới của các bức xạ này để tiếp tục bị hấp dẫn bởi hố đen. Tuy nhiên, như đã nói bên trên, các vụ hợp nhất hố đen không thường xuyên diễn ra trong vũ trụ rộng lớn này, hoặc có thể trong giới hạn khám phá của con người là như vậy.

Các nhà khoa học cũng đưa ra một giả thuyết khác về sự hình thành các SLAB đó là chúng bắt nguồn từ các ngôi sao siêu nặng và siêu sáng xuất hiện vào thời kỳ đầu hình thành vũ trụ. Với khối lượng siêu nặng của các sao đó khiến hình thành nên hố đen nằm trong lõi. Trải qua thời gian, phần vỏ bên ngoài của ngôi sao bị nén chặt đến thời điểm sẽ bị hấp thụ hết và giải phóng năng lượng như một vụ nổ siêu tân tinh tạo thành siêu hố đen khổng lồ.

Trên thực tế, các nhà khoa học chưa bao giờ quan sát thấy các SLAB, và cũng chưa nghiên cứu nhiều về chúng. SLAB có thể được phát hiện thông qua hiệu ứng hấp dẫn bởi với lực hấp dẫn lớn các hố đen siêu khổng lồ sẽ gây ra sự thấu kính, hoặc bẻ cong ánh sáng khi nó đi qua các vùng có lực hấp dẫn cường độ lớn. Các SLAB cũng sẽ gây ảnh hưởng đến cấu trúc của các thiên hà đồng thời phát ra bức xạ nhiệt và ánh sáng.

Nhiều nhà nghiên cứu rằng những siêu hố đen khổng lồ có thể giúp giải đáp những bí ẩn liên quan đến vật chất tối. Trong quá trình hấp thụ những vật chất mới, vật chất tối ở dạng các hạt có khối lượng lớn tương tác yếu tập trung xung quanh hố và tạo ra vầng hào quang. Bức xạ sẽ lan truyền khi các hạt tương tác với chính chúng và tự tiêu diệt, bao quanh hố đen bởi một hào quang tia gamma có thể quan sát được từ Trái Đất.

Hy vọng rằng với tiến bộ khoa học kỹ thuật ngày càng mạnh mẽ, nhân loại sẽ sớm hiểu thêm về các hố đen siêu khổng lồ để giải đáp phần nào những mảng kiến thức về vũ trụ vẫn còn đang bị bóng tối bao phủ.

Xem Thêm