Một hố đen cổ đại đang nhảy múa ngoạn mục với các thiên hà

09:50 16/07/2024

TPO - Sử dụng Kính thiên văn James Webb (JWST), các nhà thiên văn học đã quan sát được "vũ điệu" ấn tượng giữa một hố đen siêu lớn và hai thiên hà vệ tinh. Các quan sát có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách các thiên hà và hố đen siêu lớn phát triển trong vũ trụ sơ khai.

Minh họa về hố đen siêu lớn và đĩa bồi tụ của nó.(Ảnh: S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF))

Hố đen siêu lớn này đang ăn vật chất xung quanh và cung cấp năng lượng cho một quasar sáng ở rất xa đến mức JWST nhìn thấy nó giống như mới tồn tại chưa đầy một tỷ năm sau Vụ nổ lớn (Big Bang) . Quasar, được gọi là PJ308-21, nằm tại một nhân thiên hà hoạt động (AGN) trong một thiên hà đang trong quá trình hợp nhất với hai thiên hà vệ tinh khổng lồ.

Với kính thiên văn JWST, nhóm nghiên cứu không chỉ xác định rằng hố đen có khối lượng tương đương với hai tỷ mặt trời, mà còn phát hiện ra rằng cả quasar và các thiên hà liên quan đến vụ sáp nhập này đều đã tiến hóa cao, một điều đáng ngạc nhiên khi xét đến việc chúng tồn tại khi vũ trụ 13,8 năm tuổi vẫn chỉ là một đứa trẻ sơ sinh.

Sự hợp nhất của ba thiên hà này có khả năng cung cấp cho hố đen siêu lớn một lượng lớn khí và bụi, tạo điều kiện cho hố đen phát triển và tiếp tục cung cấp năng lượng cho PJ308-21.

Mặc dù ánh sáng thoát ra khỏi quasar vũ trụ sơ khai trải qua dải rộng của quang phổ điện từ, bao gồm ánh sáng quang học và tia X, nhưng cách duy nhất để quan sát nó là bằng tia hồng ngoại.

Đó là vì, khi ánh sáng di chuyển trong hơn 12 tỷ năm để đến được JWST, sự giãn nở của vũ trụ đã "kéo dài" đáng kể các bước sóng của nó. Điều đó "chuyển dịch" ánh sáng theo hướng "đầu đỏ" của quang phổ điện từ, một hiện tượng dễ hiểu được gọi là "độ dịch chuyển đỏ", được các nhà thiên văn học ký hiệu là "z".

JWST có khả năng quan sát các vật thể và sự kiện có "độ dịch chuyển đỏ cao" hoặc "z cao" như PJ308-21 nhờ độ nhạy của nó với ánh sáng hồng ngoại.

"Nhờ độ nhạy của JWST trong vùng hồng ngoại gần và giữa, có thể nghiên cứu quang phổ của quasar và các thiên hà đồng hành với độ chính xác chưa từng có trong vũ trụ xa xôi", nhà nghiên cứu Loiacono kết luận. "Chỉ có 'quan điểm' tuyệt vời do JWST cung cấp mới có thể đảm bảo những quan sát này".