Hố đen tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, từ những vật thể vũ trụ có khối lượng chỉ cỡ ngôi sao cho tới những “quái vật” có khối lượng siêu lớn nằm ở trung tâm của các dải thiên hà. Dưới đây là danh sách 10 trong số những hố đen tiêu biểu nhất.
Hố đen lớn nhất
Các hố đen nằm ở trung tâm các thiên hà
có khối lượng lớn gấp hàng triệu thậm chí là hàng tỉ lần khối lượng của
Mặt trời. Các nhà khoa học mới đây đã phát hiện ra hố đen lớn nhất được
biết đến cho tới nay ở hai thiên hà cận kề nhau.
Một trong số chúng được đặt tên là NGC
3842 - thiên hà sáng nhất trong cụm thiên hà Leo cách chúng ta khoảng
320 triệu năm ánh sáng, là nơi tồn tại của hố đen lớn có khối lượng gấp
9,7 tỉ lần khối lượng mặt trời. Thiên hà còn lại, NGC 4889, là thiên hà
sáng nhất trong cụm thiên hà Coma, cách chúng ta 335 triệu năm ánh sáng,
có chứa một hố đen có khối lượng xấp xỉ hố đen trong thiên hà NGC 3842.
Tầng ngoài cùng của hố đen hay còn gọi là “chân trời sự kiện” của hai
hố đen này rộng gấp 5 lần khoảng cách từ Mặt trời tới sao Diêm Vương và
chúng nặng gấp 2500 lần hố đen nằm ở trung tâm dải thiên hà Milky Way có
tầng ngoài cùng chỉ bằng một phần năm quỹ đạo của sao Thủy.
Hố đen nhỏ nhất
Hố đen nhỏ nhất được con người biết đến
cho nay là trời có tên khoa học là IGR J17091-3624, có khối lượng bằng
khoảng 1 phần ba khối lượng Mặt trời - gần chạm tới giới hạn trên lý
thuyết để một hố đen có thể tồn tại ổn định. Tuy nhỏ bé nhưng chúng cực
kì dữ dội, khi sức gió có thể đạt tới 20 triệu mph- nhanh gấp 10 lần tốc
độ từ hố đen có khối lượng ngôi sao mà con người đã quan sát được cho
tới nay.
Hố đen “ăn” lẫn nhau
Hố đen hút tất cả thứ gì “chẳng may” tới
gần chúng, và việc hố đen nuốt chửng hố đen khác cũng chẳng phải ngoại
lệ. Các nhà khoa học mới đây đã phát hiện ra hố đen to lớn bất thường ở
trung tâm dải một dải thiên hà bị hố đen lớn hơn ở thiên hà khác “tiêu
diệt”.
Khám phá này mới chỉ là trường hợp đầu
tiên. Các nhà thiên văn học đã từng chứng kiến những giai đoạn cuối cùng
khi các thiên hà có khối lượng tương đương hợp nhất nhưng sự hợp nhất
giữa những thiên hà với thiên hà đồng hành nhỏ hơn vẫn hoài lẩn tránh
các nhà khoa học. Sử dụng đài quan sát Chandra X ray của NASA, các nhà
khoa học đã phát hiện 2 hố đen nằm ở trung tâm thiên hà NGC 3393, với
một hố đen lớn gấp 30 khối lượng Mặt trời và hố đen còn lại có khối
lượng ít nhất là lớn gấp 1 triệu lần khối lượng Mặt trời.
Hố đen phụt “đạn”
Hố đen nổi tiếng với khả năng hút mọi
thứ nhưng các nhà khoa học còn phát hiện ra rằng chúng cũng có thể phụt
ra vật chất . Các quan sát đối với hố đen H1743-322 lớn gấp 5 đến 10 lần
khối lượng Mặt trời nằm cách chúng ta 28000 năm ánh sáng, đã hé lộ rằng
nó có thể hút vật chất khỏi ngôi sao gần đó rồi bắn những "viên đạn"
khí ra ngoài với tốc độ gần bằng 1/4 vận tốc ánh sáng.
Hố đen lớn tuổi nhất
Hố đen lớn tuổi nhất, là ULAS
J1120+0641, được sinh ra từ 770 triệu năm sau khi vụ nổ Big Bang tạo ra
thiên hà của chúng ta. Hố đen này nặng gấp 2 tỉ lần Mặt trời. Nhưng làm
thế nào mà hố đen lại trở nên vô cùng lớn như vậy ngay sau vụ nổ Big
bang vẫn là bí ẩn đối với giới khoa học.
Hố đen sáng nhất
Dù lực hút trọng trường từ các hố đen
đến nỗi ánh sáng không thể thoát ra được, chúng cũng tạo nên các quasar -
các vật thể sáng nhất, mạnh mẽ và tích cực vận động nhất trong thiên
hà. Khi các hố đen siêu lớn nằm ở trung tâm thiên hà chúng hút khí và
bụi ở xung quanh và phun ra một lượng năng lượng khổng lồ. Quasar sáng
nhất chúng ta có thể quan sát được là 3C 273, cách chúng ta 3 tỉ năm ánh
sáng.
Hố đen “lang bạt”
Khi các thiên hà va chạm, hố đen có thể
thoát ra khỏi nơi xảy ra va chạm và du hành lang thang trong vũ trụ. Hố
đen như vậy đầu tiên được biết tới là SDSSJ0927+2943, nặng xấp xỉ 600
triệu lần mặt trời và di chuyển trong không gian với tốc độ 5.9 triệu
mph. Có tới hàng trăm hố đen đang lang thang khắp thiên hà Milky Way.
Hố đen khối lượng trung bình
Các nhà khoa học từ lâu đã đề xuất rằng
hố đen có 3 kích cỡ là nhỏ, trung bình, và lớn. Một cách tương đối, các
hố đen nhỏ có thể nặng gấp vài mặt trời là chuyện bình thường, trong khi
những hố đen siêu lớn nặng gấp hàng triệu cho tới hàng tỉ lần mặt trời
được cho nằm ở ở trung tâm các thiên hà.
Tuy nhiên, các hố đen có khối lượng
trung bình vẫn lẫn tránh các nhà khoa học suốt nhiều năm qua. Mãi gần
đây, họ mới phát hiện ra một hố đen khối lượng trung bình, HLX-1 lớn gấp
20000 lần mặt trời và cách Trái Đất 290 triệu năm ánh sáng. Các hố đen
kích cỡ trung bình là nền tảng để hình thành các siêu hố đen, vì vậy
nghiên cứu chúng sẽ giúp chúng ta hiểu thêm về sự hình thành và phát
triển của những con quái vật của vũ trụ cũng như các thiên hà.
Hố đen tự quay nhanh nhất
Hố đen có thể tự quay với tốc độ đáng
kinh ngạc. Hố đen GRS 1915 +105, trong chòm sao Aquila cách Trái đất
khoảng 35.000 năm ánh sáng, quay hơn 950 lần mỗi giây. Bất cứ thứ gì lọt
vào bề mặt của hố đen còn gọi là chân trời sự kiện có thể quay với tốc
độ 333 triệu mph, tức gần bằng một nửa tốc độ ánh sáng.
Mô phỏng hố đen
Các hố đen cách quá xa Trái Đất, làm cho
việc thu thập thông tin để tìm hiểu bí ẩn về chúng trở nên vô cùng khó
khăn. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu hiện đang tái tạo lại các tính chất
bí ẩn của lỗ đen trên mặt bàn. Ví dụ, các hố đen có lực hấp dẫn quá mạnh
đến nỗi không gì, kể cả ánh sáng, có thể thoát ra sau khi rơi xuống qua
một biên giới được gọi là chân trời sự kiện. Các nhà khoa học đã tạo ra
một chân trời sự kiện nhân tạo trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng
sợi quang học. Họ cũng đã tái tạo cái gọi là bức xạ Hawking để thoát
khỏi lỗ đen.
