Ngân Hà có hơn 10 triệu hố đen mà mới tìm ra 70, giới thiên văn nhờ người dùng laptop tìm giúp

Giới thiên văn ước tính Dải Ngân Hà đã tạo ra hơn 10 triệu hố đen trong khoảng 13 tỷ năm tồn tại. Vậy mà tới giờ con người mới tìm được khoảng 70 cái. Để rút ngắn khoảng cách đó, một nhóm nhà khoa học ở Đại học Southampton (Anh) quyết định nhờ người ngoài giới chuyên môn phụ một tay.

Dự án tên là Black Hole Hunters, chạy trên nền tảng khoa học cộng đồng Zooniverse. Việc của tình nguyện viên khá đơn giản: xem các biểu đồ độ sáng của sao lấy từ dữ liệu kính viễn vọng TESS của NASA, rồi đánh dấu những tín hiệu có thể là dấu vết của một hố đen đang "trốn". Mình thấy cái hay là không cần kính thiên văn hay bằng cấp gì, chỉ cần một cái điện thoại, máy tính bảng hoặc laptop là tham gia được.

"Bạn sẽ giúp khoanh vùng chính xác nơi chúng tôi cần chĩa kính viễn vọng tới tiếp theo, và biết đâu chính bạn là người phát hiện ra một hố đen", Adam McMaster, nhà thiên văn ở Đại học Southampton và là đồng trưởng dự án, nói trong thông cáo.


Hình minh hoạ một ngôi sao giống Mặt Trời quay quanh hố đen. Ảnh: Robert Lea (tạo bằng Canva) / Space.com

Hố đen vô hình nhưng vẫn để lại dấu vết

Hố đen hình thành khi những ngôi sao nặng khoảng 20 lần Mặt Trời cạn nhiên liệu và sụp đổ. Nó không nhìn thấy được, nhưng có thể làm cong ánh sáng của vật thể ở gần.

Sao khối lượng lớn thường hình thành theo cặp, và đôi khi một ngôi sao sống sót sau vụ nổ siêu tân tinh biến bạn đồng hành của nó thành hố đen, hai bên vẫn tiếp tục quay quanh nhau. Nếu cặp này nằm đúng góc, hố đen sẽ định kỳ đi ngang giữa ngôi sao và Trái Đất, lực hấp dẫn của nó như một cái kính lúp làm sao sáng lên trong chốc lát. Hiện tượng này gọi là gravitational self-lensing.


Hình minh hoạ kính viễn vọng không gian TESS của NASA. Ảnh: NASA

TESS lên quỹ đạo từ năm 2018 để săn hành tinh ngoài hệ Mặt Trời bằng cách theo dõi liên tục độ sáng của sao, cũng là kiểu dữ liệu phù hợp để bắt các cú sáng lên do hố đen gây ra.

Máy lọc trước, người kiểm tra sau

Thuật toán tự động đã quét trước dữ liệu TESS, sàng lọc hàng triệu ngôi sao. Nhưng AI hay bị đánh lừa bởi các đợt bùng sáng hay nhịp co giãn tự nhiên của sao, dẫn tới báo động giả, nên vẫn cần tới con mắt của người:

• Dữ liệu được chuyển thành biểu đồ và ảnh động đơn giản, kèm ví dụ mẫu.
• Mỗi biểu đồ được đưa cho nhiều người cùng xem, sau đó gộp kết quả lại để lỗi của từng cá nhân tự triệt tiêu.
• Danh sách tín hiệu được chọn giúp nhóm dồn thời gian kính viễn vọng, vốn tốn kém, vào đúng những ngôi sao đáng quan sát tiếp.

"Việc này đơn giản, không cần chuyên môn", McMaster nói. Grace Clarke, sinh viên 20 tuổi ngành vật lý và thiên văn ở Southampton, kể rằng cô có thể "tìm hố đen trên laptop ngay trong phòng ngủ" và dữ liệu thì "dễ hiểu, chỉ là nhận diện hình mẫu, không cần bằng thiên văn học để đọc".


Nhóm Southampton cho rằng còn hàng nghìn hố đen đang ẩn trong Dải Ngân Hà. Ảnh: University of Southampton

Đã có gần 23.000 người tham gia

Black Hole Hunters lên Zooniverse từ tháng 10/2021, và tính tới nay đã thu hút gần 23.000 tình nguyện viên với hơn 12 triệu lượt phân loại. Trước khi chuyển qua TESS, nhóm từng làm một đợt tìm kiếm tương tự với dữ liệu của SuperWASP, một khảo sát mặt đất săn hành tinh chạy từ 2004 đến 2016. Kết quả đợt đó dự kiến sớm được công bố.

Sắp tới, nhóm muốn mở rộng sang dữ liệu của kính Euclid (ESA) và kính Nancy Grace Roman mới phóng của NASA. "Với khả năng có hàng nghìn phát hiện mới, chúng tôi cần mọi sự trợ giúp có thể", McMaster nói.


Grace Clarke, sinh viên Đại học Southampton tham gia dự án. Ảnh: University of Southampton

Anh em nào thích thiên văn mà có vài phút rảnh thì vào trang Black Hole Hunters trên Zooniverse, xem hướng dẫn rồi bắt đầu phân loại luôn. Biết đâu một trong những hố đen tiếp theo lại được tìm ra từ một chiếc laptop ở Việt Nam.

Nguồn: Space.com, University of Southampton, Zooniverse