Các nhà thiên văn học phát hiện lỗ đen siêu lớn trong giai đoạn đầu hình thành vũ trụ

 Tác giả: Mạc Tâm Hải

[ChanhKien.org]

Trang web của Hiệp hội Thiên văn học Hoàng gia đưa tin vào ngày 22 tháng 2 năm 2023 rằng các nhà thiên văn học tại Đại học Texas và Đại học Arizona đã phát hiện ra một lỗ đen đang phát triển rất nhanh tại một trong những thiên hà được xem là cực đoan nhất trong giai đoạn cực sớm của vũ trụ sơ khai. Thiên hà này cách chúng ta rất xa, nó được cho là đã tồn tại khi vũ trụ ra đời được 750 triệu năm (các nhà thiên văn học cho rằng vũ trụ đã tồn tại khoảng 13,8 tỷ năm).

Sử dụng đài thiên văn vô tuyến ALMA đặt tại Chile (Atacama Large Millimeter Array), nhóm nghiên cứu đã xác định tên của thiên hà chứa lỗ đen siêu nặng là COS-87259, là một thiên hà rất cực đoan, chứa khối lượng bụi bặm giữa các sao nhiều hơn 1 tỷ khối lượng Mặt trời, hình thành các ngôi sao mới nhanh gấp 1000 lần Hệ Ngân hà. Thiên hà phát ra ánh sáng rực rỡ do sự hình thành sao rất nhanh và do sự khuếch đại không ngừng của lỗ đen siêu nặng tại trung tâm của nó.

Lỗ đen siêu lớn này được cho là một loại lỗ đen nguyên thủy kiểu mới – bị bao phủ bởi “bụi” vũ trụ dày đặc đến mức gần như toàn bộ ánh sáng phát ra của nó nằm trong dải hồng ngoại sóng trung của quang phổ điện từ. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng lỗ đen siêu nặng đang phát triển (thường được gọi là nhân thiên hà đang hoạt động), đang tạo ra một luồng vật chất cực mạnh di chuyển qua thiên hà chủ của nó với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng.

Ngày nay, các lỗ đen có khối lượng gấp hàng triệu đến hàng tỷ lần khối lượng Mặt Trời của chúng ta tồn tại ở trung tâm của gần như mọi thiên hà. Những lỗ đen siêu lớn này hình thành như thế nào lúc nguyên sơ vẫn còn là một bí ẩn đối với các nhà khoa học, đặc biệt là khi các thiên thể này đã hình thành tại thời kỳ mà vũ trụ còn rất trẻ. Bởi vì ánh sáng từ những nguồn này mất nhiều thời gian để đến được với chúng ta, nên cái chúng ta đang nhìn thấy là hình ảnh của chúng trong quá khứ; ví như với thiên hà chứa lỗ đen siêu nặng này, các nhà thiên văn học sử dụng ánh sáng dịch chuyển đỏ mà nó phát ra để tính ra rằng chúng ta đang nhìn thấy hình ảnh của nó chỉ sau Vụ nổ lớn (Big Bang) 750 triệu năm.

Điều khiến người ta kinh ngạc chính là các nhà thiên văn học đã phát hiện ra thiên hà này trong một khu vực tương đối nhỏ trên bầu trời – nhỏ hơn 10 lần so với mặt trăng tròn – điều này cho thấy rằng có thể có hàng nghìn thiên hà tương tự trong vũ trụ sơ khai. Điều này rất khác so với những quan sát trước đây.

Loại lỗ đen siêu nặng duy nhất được biết đến trong vũ trụ sơ khai là các chuẩn tinh, đó là những lỗ đen đang hoạt động tương đối không bị che khuất bởi bụi vũ trụ. Những chuẩn tinh ở khoảng cách tương tự như COS-87259 cực kỳ hiếm, chỉ có vài chục cái trên toàn bộ bầu trời.

Phát hiện đáng ngạc nhiên về COS-87259 và lỗ đen của nó đặt ra một số câu hỏi về số lượng của các lỗ đen siêu nặng nguyên sơ, cũng như các loại thiên hà mà chúng thường hình thành.

Dịch từ: http://big5.zhengjian.org/node/281819

https://ras.ac.uk/news-and-press/news/new-discovery-sheds-light-very-early-supermassive-black-holes