Messier 87
Thành phần > Lỗ đen siêu khối lượng M87* (Pōwehi)

Hình ảnh của lỗ đen ở trung tâm thiên hà M87 do Kính thiên văn Chân trời sự kiện chụp lại bằng sóng vô tuyến 1,3 mm. Điểm màu đen ở vùng trung tâm là "cái bóng" phản chiếu của M87*. "Cái bóng" này trên thực tế có kích thước lớn hơn chân trời sự kiện của chính nó.
Hình ảnh lỗ đen siêu khối lượng M87* được Kính thiên văn Chân trời Sự kiện chụp lại trong ánh sáng phân cực và được công bố vào ngày 24 tháng 3 năm 2021. Hướng của các đường kẻ trong ảnh biểu thị hướng của các dao động vector sóng điện từ.
Tại vùng trung tâm thiên hà tồn tại một lỗ đen siêu khối lượng, nặng gấp hàng tỉ lần Mặt Trời mang tên M87*. Theo ước tính của các nhà khoa học, khối lượng của lỗ đen này rơi vào khoảng (3,5 ± 0,8) × 109 M☉ đến (6,6 ± 0,4) × 109 M☉. Đến năm 2016, một ước đoán khác lại cho rằng con số này gần bằng 7,22+0,34
−0,40×109 M☉. Tháng 4 năm 2019, nhờ sự hỗ trợ của Kính thiên văn Chân trời sự kiện, người ta đã đưa ra được các thông số đo đạc về khối lượng của nó là (6,5 ± 0,2stat ± 0,7sys) × 109 M☉. Đây là một trong những vật thể có khối lượng lớn nhất mà con người từng biết đến. Bao quanh lỗ đen là một đĩa khí bị ion hóa, xoay tròn với vận tốc xấp xỉ 1.000 km/s và nằm trong mặt phẳng gần như vuông góc với chùm tia phóng ra từ bên trong. Đường kính tối đa của đĩa khí này là 25.000 đơn vị thiên văn (0,12 pc; 0,40 ly; 3,7×10^12 km). Để tiện so sánh, khoảng cách trung bình từ Sao Diêm Vương đến Mặt Trời chỉ là 39,5 đơn vị thiên văn (0,000192 pc; 5,91×10^9 km). Bên cạnh đó, cứ mỗi mười năm, khối lượng các chất khí mà hố đen này hấp thụ đúng bằng khối lượng của toàn bộ Mặt Trời. Nói một cách dễ hiểu thì bình quân mỗi ngày, M87* hấp thụ một lượng khối lượng gấp 90 lần khối lượng Trái Đất. Ngoài ra, bán kính hấp dẫn của M87* có chiều dài 5,9 × 10−4 parsec (1,9 × 10−3 ly), tương đương với khoảng 120 lần quãng đường từ Trái Đất đến Mặt Trời.
Một nghiên cứu năm 2010 cho thấy M87* đã lệch ra khỏi trung tâm thiên hà một quãng đường bảy parsec (23 năm ánh sáng). Hướng dịch chuyển được xác định là ngược lại với chùm tia phóng ra từ bên trong lỗ đen. Điều này chứng tỏ gia tốc của nó phải bằng với gia tốc của chính chùm tia này. Giả thuyết cho rằng hiện tượng trên xảy ra do kết quả của hai lỗ đen siêu khối lượng hợp nhất với nhau. Tuy nhiên, nghiên cứu tiến hành một năm sau đó lại không tìm thấy số liệu nào chứng tỏ sự dịch chuyển này thực sự tồn tại. Năm 2018, một nghiên cứu khác được thực hiện dưới sự hỗ trợ của hình ảnh có độ phân giải cao cũng khẳng định rằng độ lệch biểu kiến của M87* so với thiên hà chứa nó chỉ là ảnh hưởng từ những biến đổi tạm thời trong độ sáng của chùm tia chứ không phải do quá trình dịch chuyển.
M87* là lỗ đen đầu tiên và duy nhất tính đến nay được chụp lại. Tháng 4 năm 2017, các nhà khoa học bắt đầu tiến hành xây dựng dữ liệu nhằm tạo ra bức ảnh hoàn chỉnh. Quá trình này kéo dài trong suốt năm 2018. Đến ngày 10 tháng 4 năm 2019, bức ảnh chính thức được công bố. Quá trình quan sát được vận hành bởi nhiều đài quan sát đa bước sóng trên khắp thế giới. Trên tấm ảnh ta thấy một vùng giống như "cái bóng" của lỗ đen, bao bọc xung quanh là một vòng tròn phát ra bức xạ không đối xứng. Vòng tròn ấy có đường kính là 3,36 × 10−3 parsec (0,0110 ly). Bán kính của "chiếc bóng" này dài hơn 2,6 lần bán kính Schwarzschild. Người ta ước tính tham số quay của M87* là 0,9 ± 0,1, tương đương với vận tốc quay xấp xỉ 0,4c.
Sau khi M87* được các nhà thiên văn chụp lại, nó được định danh là Pōwehi. Trong thánh ca Kumulipo của người Hawaii cổ, từ này có nghĩa là "nguồn tối của một sự sáng tạo vĩnh cửu". Ngày 24 tháng 3 năm 2021, dưới sự hỗ trợ của Kính thiên văn Chân trời sự kiện, các nhà khoa học lần đầu tiên đã chụp được ảnh của lỗ đen này dưới ánh sáng phân cực. Loại ánh sáng này cho phép các nhà thiên văn thăm dò những yếu tố vật lý của bức ảnh một cách chi tiết hơn, đồng thời cung cấp cho chúng ta thông tin về cường độ và hướng của từ trường bên trong quầng sáng ở "cái bóng" của M87*, cũng như cung cấp một cái nhìn rõ hơn về các lực tạo ra chuẩn tinh.