Thái dương hệ có láng giềng mới?
Các nhà thiên văn học đã phát hiện một nhóm hành tinh giống Trái đất đang quay theo một quỹ đạo quanh một ngôi sao gần kề tên là Vega. Chúng phải mất gần ba trăm năm mới có thể hoàn thành một vòng quỹ đạo.
Vega là chính ngôi sao sáng nhất trên bầu trời, nó chỉ cách Trái đất hai mươi lăm năm ánh sáng. Nó lớn gấp ba lần Mặt trời của chúng ta, song lại trẻ hơn rất nhiều với 350 triệu năm tuổi. Vega có một quầng bụi bao quanh nó và có ít nhất một hành tinh lớn giống Hải vương tinh tồn tại ở trong đó.
Các nhà thiên văn học thuộc Đài quan sát hoàng gia, Edinburgh, đã sử dụng một trong những camera nhạy nhất thế giới Scuda - để chụp ảnh Vega. Hình ảnh chi tiết về Vega và môi trường của nó khẳng định sự tồn tại của một quầng bụi rất lạnh (-180oC) xung quanh.
Kỹ thuật mô phỏng trên máy tinh cho thấy một cấu trúc tồn tại trong quầng bụi. Lời giải thích hợp lý nhất có thể là một hành tinh giống Hải vương tinh với quỹ đạo và khối lượng tương tự. Quỹ đạo rộng của nó đồng nghĩa với việc có nhiều chỗ bên trong để các hành tinh nhỏ giống Trái đất tồn tại.
Hệ thống Vega có lẽ đã tiến hoá theo cách thức giống Thái dương hệ của chúng ta. Trọng hệ đó có sự tồn tại của những hành tinh khí khổng lồ giống như Hải vương tinh hình thành gần Mặt trời. Sau đó, chúng bị lực hấp dẫn của hàng xóm đẩy ra xa tới quỹ đạo hiện nay.
Trong suốt tiến trình này, các hành tinh khí khổng lồ hút mọi mảnh vụn, cho phép sự sống dễ dàng phát triển trên đó. Nếu không bị hút, mảnh vụn sẽ và chạm với các hành tinh trẻ.
Thiên hà và lỗ đen, vật nào có trước?
Giới thiên văn học vừa phát hiện các thiên hà và lỗ đen trung tâm của chúng phát triển với tốc độ ngang bằng nhau. Khám phá này đặt dấu chấm hết cho cuộc tranh cãi kéo dài nhiều năm về việc thiên thể nào xuất hiện trước.
Tim Heckman thuộc Đại học Johns Hopkins, Baltimore, Mỹ, một thành viên của nhóm nghiên cứu, cho biết: Giống như gà và trứng, giới khoa học không thể biết lỗ đen hay thiên hà có trước. Nhóm của ông đã trình bày kết quả nghiên cứu tại Hội nghị của Liên minh thiên văn quốc tế đang diễn ra tại Sydney, Australia.
Đại đa số các thiên hà chứa một lỗ đen ở trung tâm vùng không gian dày đặc tới mức nó nặng gấp Mặt trời của chúng ta hàng triệu lần song chỉ lớn hơn vài chục lần. Lực hấp dẫn của lỗ đen cực lớn, giống như một lỗ tháo nước khổng lồ, hút bụi và mọi thiên thể ở gần nó để gia tăng khối lượng.
Đã từ lâu giới thiên văn thắc mắc lỗ đen dẫn tới sự ra đời của thiên hà bằng cách tập hợp bụi và khí thành các ngôi sao hay là thiên hà có đủ khối lượng để gieo mầm lỗ đen bằng cách bắt giữ các ngôi sao. Heckman và các thành viên khác, hiện đang làm việc cho một dự án mang tên Sloan Digital Sky Survey để lập bản đồ 100 triệu thiên thể, đã nghiên cứu 120.000 thiên hà gần kề Ngân hà.
Nhóm nghiên cứu đã quan sát thấy dấu hiệu ra đời của các ngôi sao và sự huỷ diệt vật chất khi vật chất bị hút vào một lỗ đen. Từ đó, họ đi đến kết luận các ngôi sao hình thành với tốc độ ngang bằng với lỗ đen. Nhà nghiên cứu lỗ đen Andrew King thuộc Đại học Leicester, Anh, nhận xét: Đây là một phát hiện lớn. Con người sẽ sử dụng dữ liệu này trong nhiều năm tới.
Có lẽ đa phần sự phát triển của thiên hà và lỗ đen diễn ra cách đây chừng mười tỷ năm. Dự án khảo sát lập bản đồ là cần thiết nhằm tìm ra một vài thiên hà vẫn đang trải qua quá trình phát triển. Những thiên hà gần kề này là một phòng thí nghiệm tốt giúp giới khoa học hiểu biết về các sự kiện đã xảy ra trong quá khứ.
Ngân hà nhỏ hơn các thiên hà trong dự án và có một lỗ đen khá khiêm tốn ở trung tâm. Tuy nhiên, dữ liệu mới đây cho thấy Ngân hà và lỗ đen trung tâm của nó cùng trải qua quá trình phát triển đau đớn cách đây hàng tỷ năm.
Làm thế nào để phát hiện ra lỗ đen?
Lực hấp dẫn của lỗ đen cực mạnh, mạnh đến mức không một vật thể nào, kể cả ánh sáng, có thể thoát ra ngoài được. Vậy thì làm thế nào giới thiên văn học có thể phát hiện ra lỗ đen?
Nói chính xác thì các nhà nghiên cứu thiên văn không phát hiện ra lỗ đen, mà chỉ phát hiện ra các vật thể xung quanh lỗ đen mà thôi. Lực hấp dẫn của lỗ đen ảnh hưởng đến sự vận động của các vật thể xung quanh nó. Khi nhìn thấy một ngôi sao bay quanh một vật gì đấy mà họ không thấy được, rất có thể đấy là một lỗ đen hoặc là một ngôi sao neutron xác siêu đặc của một ngôi sao.
Giới nghiên cứu thiên văn học có thể tìm ra lỗ đen bằng cách đo khối lượng và tốc độ của ngôi sao. Phương pháp này còn được áp dụng để phát hiện các siêu lỗ đen ẩn náu tại tâm nhiều thiên hà, trong đó có dải Ngân hà của chính chúng ta. Trong dải Ngân hà, họ quan sát thấy nhiều sao và khí gas chuyển động với tốc độ cực lớn ở gần tâm. Hiện tượng này cho thấy sự xuất hiện của một vật thể nặng gấp triệu lần Mặt trời nhưng lại chỉ có đường kính khoảng mười ngày ánh sáng (tương đương với khoảng cách từ Mặt trời đến Diêm vương tinh). Đấy chính là lỗ đen.
Quan sát bằng kính thiên văn vô tuyến và tia X trên Trái đất cho thấy, tại chính tâm Ngân hà có một nguồn năng lượng cực mạnh có tên là Sagittarius A. Rất có khả năng, chính nó là lỗ đen đã được đề cập ở trên. Gần đây, giả thuyết này được giới khoa học nhiệt tình ủng hộ, vì họ nhìn thấy một ngôi sao ở cách Sagittarius A tới 17 giờ ánh sáng mà lại bay với vận tốc 5.000 km/s.
Một bằng chứng nữa cho sự hiện diện của siêu lỗ đen tại tâm thiên hà chính là chuẩn tinh, vật thể sáng nhất trong vũ trụ. Để giải thích cho số năng lượng khổng lồ mà chuẩn tinh phát ra, các nhà thiên văn học lại phải viện đến lỗ đen: trước khi bị lỗ đen hút mất, vật chất nóng lên và toả hết năng lượng ra ngoài. Khoa học gọi đây là hiện tượng trút hơi thở cuối cùng. Như vậy, chuẩn tinh được tạo ra do các lỗ đen có khối lượng lớn hơn Mặt trời hàng tỉ lần.
