BLACK HOLE VÀ PHƯƠNG PHÁP DO ̀TÌM.

BLACK HOLE VÀ DỤNG CỤ DÒ TÌM .

 Ngân Hà của chúng ta có một Black Hole vĩ đại tại Trung Tâm và 12 Black Holes nhỏ rãi rác.

Trung tâm của Ngân Hà và Trung Tâm của Thiên Hà Andromeda galaxy đang trên đương di chuyện sẽ đụng nhau.

Hiện nay cả hai cách xa nhau 2.2 triệu năm ánh sáng (2.2 million light-years).

Black hole của Ngân Hà được đặt tên là Sagittarius A , năm trong chòm sao Sgittarius và cách xa địa cầu 26 ngàn năm ánh sáng.

Dùng kính thiên vân nhắm lên chòm sao Sagittarius sẽ tim thấy black hole nằm gần sao Bò Cạp Scorpio. Chòm sao giống hình con bò cạp.

Mật trời dí chuyển vào chòm sao Sagittarius từ giưả thang 12 tới giủa tháng giêng mỗi năm.

Khi đụng nhau những black holes của hai thiên hà sẽ hợp lại thành một black hole khổng lồ cực lớn.

Hầu hết các thiên hà đều có black hole cực lớn (supermassive) tại trung tâm.

Thiên văn kính rất lởn tại Chile nam Mỹ Châu đã tim thấy trong chỏm sao Aquarius có một thiên hà đước đặt tên là NGC 7727.

Thiên hà nẩy có một black hole lớn và một black hole nhỏ tại trung tâm.

Black hole lớn nặng bằng 154 triệ́u lần khối lương mặt trời (Sun's mass)

Black hole nhỏ nặng băng 6.3 triệu lần khối lương mặt trời ,

                  ----------------

DỤNG CỤ DÒ TÌM BLACK HOLE

A-BLACK HOLE LÀ GỈ ?

Black hole là một vùng không gian màu đen có sức hút quay tròn rất lớn ̣( gravitational field so powerfull ) làm cho không có vật chất hay phóng xạ nào thoát khỏi sức hút đó kể cả ánh sáng.

Năm 1783 nhà toán học John Michell (sinh năm 1724 tại Anh Quốc ) là người đầu tiên đưa ra ý kiến về black hole .

Năm 1916  Einstein dựa vào lý thuyết tương đối  (Einstein's general theory of relativity) phổ biến ý kiến có black hole.

Năm 1972, black hole đầu tiên được khám phá mang tên  X-ray binary star Cygnus X-1. nằm trong chòm sao Cygnus.

Ngày thứ sáu  5-Oct-2012, Cơ quan  NASA  tuyên bố đã tìm thấy có một black hole nằm gần trung tâm của Milky Way Galaxy nhờ vệ tinh nhân tạo NASA’s Swift satellite phóng lên không gian ngày 20-Nov-2004 . Black hole nầy được NASA đặt tên là Swift J1745-26 .

 Năm 1974 tìm thấy black hole khổng lồ tại Trung Tâm Ngân Hà và đặt tên là Sagittarius- A  nằm trong chòm sao Sagittarius.

Xem hình vẽ các chòm sao và vị trí cuả mặt trời đang di chuyển.

 Black hole đen tối không thể thấy được.

Theo định luật hấp dẫn trọng lực gravitational force của Kepler và Newton cho biết khi thấy ngôi sao nào quay quanh một vùng không gian đen tối nào đó thì chỗ đó phải có một khối vật chất.

Với ý kiến nầy các nhà thiên văn chú ý quan sát các sao quay một mình rồi tìm được black hole ở trong đó.

Tất cả sao trong Ngân Hà xếp thành từng nhóm gồm 2 sao hoặc 3 sao hay nhiều hơn.

Nhưng nhóm gồm 2 sao chiếm đa số.

Nhóm gồm 2 sao được gọi là binary star system. Ước lượng ít nhất một nửa số sao trong Ngân Hà thuộc binary star system còn gọi double star system.

Mỗi sao trong mỗi nhóm đều có quỷ đạo riêng nhưng có chung một common point gọi là Center of mass      Quỷ đạo của sao trong binary star system theo hình ellipse, quay theo định luật Kepler (1571-1630 ) và có chung một trung tâm gọi là Center of mass như hình vẽ.

vẽ sao mau xanh ở gần Center of mass ,vì to hơn nên gọi primary, Vẽ sao maù đỏ ở xa Center  of mass , vì nhỏ hơn nên gọi companion.

 Thời gian quay một vòng quỷ đạo của binary star  thay đổi từ vài giờ đến nhiều thế kỷ.

B- LÝ THUYỄT XUẤT HIẾN BLACK HOLE.

Black hole nguyên thuỷ là một ngôi sao có trọng khội từ 8 tơi 10 lần lởn hơn trong khố của mặt trời.

Quan sát quang phổ, thấy cấu tạo của các sao có 73% Hydrogen, 25% Helium, 2% những chất khác.

Khi một ngôi sao lớn cháy hết nhiên liệu đốt của nó thì nổ tung thành một  supernova.

Nova là chữ La tinh nghĩa là mới (new). Supernova  là tên chung của ngôi sao đang nổ tung (exploding star) sáng rực.

Supernova xuất hiện vào năm nào thì lấy tên của năm đó.

Thí du SN 1987A xuất hiện ngày 23-Feb-1987. 

Chất còn lại của supernova sụp đổ thành neutron star mà các nhà thiên văn nhận ra được nhờ radio telescopes. 

Neutron star tiếp tục co lại cho tới khi trở thành black hole.

C- DÓ TÌM BLACK HOLE.

 Chỗ nào thấy có X-ray phát ra thì chỗ đó có black hole.

Tại sao ?

Black hole chuyển đổi những vật chất tiến tới nó thành ánh sáng tỏa ra gọi là emitted light.

Chất khí tới black hole không nhào vào trong đó nhưng chỉ xoay quanh theo một quỷ đạo gọi là accretion disk.

Vật chất ở trong accretion disk , vì mất năng lượng do cọ xát nên xoay chậm chạp theo hình xoắn ốc.

Lực hút quá mạnh của black hole phá vở và nung nóng những vật chất đó lên tới nhiệt độ rất cao như nhiệt độ ở bề̀ mặt của mặt trời chúng ta nên làm phát sinh tia X-ray (X-ray bursts.) 

Đó là lý do chung quanh black hole có ánh sáng của X-ray chỉ được nhìn thấy nhờ X-ray telescopes  trong vệ tinh nhân tạo.

C-DỤNG CỤ DO TÌM

Dụng cụ dùng ánh sáng thường gọi là visible light gồm có hai loại.

Dụng cụ dùng tia X-ray.

Dụng cụ dùng radio-wave.

Năm 1948 Hoa Kỳ có Hale telescope với đường kính 5 mét lớn nhất lúc bấy giờ đặt trên núi Palomar tại Miền Nam California.

Hiện nay tại bang Ha-Uy Di có 2 thiên văn kính gọi là Keck telescopes có đường kính 10 mét đặt trên núi Mauna Kea.

  Dùng X-ray . X-ray không thể đi xuyên qua lớp khí quyển của địa cầu cho nên muốn quan sát X-ray phải mang X-Ray telescope ra khỏi lớp khí quyển.

Các nhà khoa học thiên văn dùng thường xuyên dùng loại kính nầy để khảo sát các black holes.

Trên quỷ đạo chung quanh địa cầu đang có một X-ray telescope rất mạnh tên là Chandra X-Ray Observatory và XMM Newton telescope.

  Dùng radio-wave. Radio-wave còn được gọi là electromagnetic wave viết tắt EM là ánh sáng cấu tạo bởi electric field và  magnetic field.

Hai fields nầy thẳng góc với nhau có tần số từ 10 luỷ thừa 4  tới 10 luỷ thừa 12 Hertz.

Vào giữa năm 1900 người ta khám phá nhiều vật trong vủ trụ phát ra radio-wave.

Rôi từ đó các khoa học gia mới nghĩ cách chế tạo radio telescopes.

Arecibo Telescope hiện nay đặt tại Puerto Rico  là radio telescope chỉ có duy nhất một đỉa lớn nhất hế giới ( largest single-dish) với đường kính 305 mét sâu 167 feet, thuộc tài sản của Cornell University USA.   

Hubble Space Telescope lấy tên của nhà thiên văn Edwin Hubble do NASA thực hiện với sự hợp tác của European space Agency hiện đang bay quanh địa cầu từ năm 1990 ở cao độ 559 km.Thiên văn kính nầy có đủ 4 dụng cụ để quan sát và chụp hình vủ trụ bằng ánh sáng thường visible light, bức xạ ultraviolet và infrared.

Năm 2016  LIGO Laboratory tai California tim thấy lần đầu tiên có hai black holes XOAY TRON QUANH NHAU RỒI đập vào nhau làm ngạc nhiên các nhà thiên văn thế giới.