Các nhà thiên văn học đã thực hiện một khám phá phá kỷ lục về lỗ đen xa nhất từng được quan sát thấy bằng tia X. Lỗ đen này, được tìm thấy qua Đài quan sát tia X Chandra của NASA và Kính viễn vọng Không gian James Webb, đang ở giai đoạn phát triển ban đầu, có khối lượng tương đương với thiên hà chủ của nó.
Tiết lộ này có thể mang lại những hiểu biết sâu sắc về sự hình thành của một số lỗ đen siêu lớn sớm nhất trong vũ trụ. Nó cũng được cho là lỗ đen lâu đời nhất từng được phát hiện.
(Ảnh : Tia X: NASA/CXC/SAO/Ákos Bogdán; Hồng ngoại: NASA/ESA/CSA/STScI; Xử lý hình ảnh: NASA/CXC/SAO/L. Frattare & K. Arcand)
Lỗ đen lâu đời nhất hình thành 470 triệu năm sau vụ nổ lớn
Nhóm nghiên cứu do Akos Bogdan thuộc Trung tâm Vật lý thiên văn dẫn đầu | Harvard & Smithsonian, dữ liệu tổng hợp từ hai kính thiên văn NASA này, tiết lộ dấu hiệu đặc biệt của một lỗ đen hình thành chỉ 470 triệu năm sau Vụ nổ lớn.
“Chúng tôi cần Webb để tìm ra thiên hà xa xôi này và Chandra để tìm ra lỗ đen siêu lớn của nó,” Bogdan giải thích khi ông nhấn mạnh tầm quan trọng của cả hai kính thiên văn trong khám phá này.
Nhóm nghiên cứu đã tận dụng thấu kính hấp dẫn, một hiệu ứng phóng đại vũ trụ, giúp khuếch đại ánh sáng được phát hiện. Lỗ đen nằm trong thiên hà có tên UHZ1, trong vùng lân cận của cụm thiên hà Abell 2744, cách Trái đất 3,5 tỷ năm ánh sáng.
Tuy nhiên, Webb tiết lộ rằng thiên hà này ở xa hơn nhiều so với chính cụm thiên hà, tồn tại cách Trái đất 13,2 tỷ năm ánh sáng, thời điểm vũ trụ chỉ bằng 3% so với tuổi hiện tại của nó. Vì vũ trụ 13,7 tỷ năm tuổi, NBC đưa tin điều đó đặt tuổi của lỗ đen là 13,2 tỷ năm.
Hơn hai tuần quan sát với Chandra, nhóm nghiên cứu đã xác định được loại khí phát ra tia X cường độ cao, siêu nhiệt trong thiên hà này. NASA giải thích rằng đây là dấu hiệu đặc trưng của một lỗ đen siêu lớn đang phát triển.
Hiệu ứng phóng đại kết hợp do thấu kính hấp dẫn đã nâng cao cả tín hiệu hồng ngoại do Webb thu được và nguồn tia X mờ do Chandra phát hiện.
Khám phá này rất cần thiết để hiểu được cơ chế mà một số lỗ đen siêu lớn nhất định tích lũy khối lượng khổng lồ ngay sau Vụ nổ lớn.
Nó gợi lên những câu hỏi về nguồn gốc của chúng – liệu chúng là kết quả từ sự sụp đổ trực tiếp của các đám mây khí khổng lồ, tạo ra các lỗ đen có trọng lượng từ 10.000 đến 100.000 lần trọng lượng mặt trời, hay liệu chúng xuất hiện từ vụ nổ của các ngôi sao ban đầu, dẫn đến trong các lỗ đen có khối lượng chỉ gấp 10 đến 100 lần khối lượng mặt trời.
Hố đen ngoại cỡ
Phát hiện của nhóm nghiên cứu chỉ ra rõ ràng rằng lỗ đen xuất hiện với khối lượng đáng kể, gấp khoảng 10 đến 100 triệu lần khối lượng mặt trời.
Quang phổ này phù hợp với khối lượng tập thể của tất cả các ngôi sao trong thiên hà mà nó chiếm giữ, thể hiện sự khác biệt đáng chú ý với các lỗ đen nằm trong lõi các thiên hà trong vũ trụ gần đó.
Khám phá này hỗ trợ các dự đoán lý thuyết từ năm 2017 về một “Hố đen ngoại cỡ” hình thành trực tiếp từ sự sụp đổ của một đám mây khí khổng lồ.
Priyamvada Natarajan của Đại học Yale, đồng tác giả, lưu ý: “Chúng tôi nghĩ rằng đây là phát hiện đầu tiên về ‘Hố đen ngoại cỡ’ và là bằng chứng tốt nhất thu được cho thấy một số lỗ đen hình thành từ những đám mây khí khổng lồ”.
Bà nói thêm: “Lần đầu tiên, chúng ta chứng kiến một giai đoạn ngắn ngủi trong đó một lỗ đen siêu lớn nặng bằng các ngôi sao trong thiên hà của nó trước khi nó tụt lại phía sau”.
Những phát hiện của nghiên cứu đã được phát hành trong Thiên văn học Tự nhiên.
ⓒ 2023 TECHTIMES.com Mọi quyền được bảo lưu. Không sao chép mà không được phép.