Các quan sát được thu thập thông qua Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đã tiết lộ một lỗ đen siêu lớn đang hoạt động có khối lượng gấp 10 triệu lần Mặt trời.
Lỗ đen này vẫn đang phát triển tích cực khi hút vật chất từ không gian xung quanh nó.
Hố đen siêu lớn này có thể là lỗ đen phát triển sớm nhất trong vũ trụ từng được phát hiện. Nó được tìm thấy tại một trong những thiên hà được phát hiện sớm nhất, CEERS_1019.
Khám phá này có thể giúp giải quyết một trong những thắc mắc lâu nay về việc làm thế nào các lỗ đen trong vũ trụ phát triển đến kích thước lớn như vậy trong một khoảng thời gian ngắn.
Khám phá do nhóm nghiên cứu được nhà vật lý thiên văn Rebecca Larson thuộc Đại học Texas (Mỹ) dẫn đầu phát hiện.
Larson ban đầu quan sát CEERS_1019 để nghiên cứu về ánh sáng được tạo ra bởi sự hình thành sao trong vũ trụ sơ khai. Ánh sáng này, còn gọi là phát xạ Lyman-alpha, được cho là tạo ra bởi quá trình ion hóa hydro trung tính nhờ hoạt động hình thành sao. Vũ trụ sơ khai chứa đầy sương mù hydro trung tính, ngăn cản ánh sáng truyền đi. Chỉ sau khi hydro này bị ion hóa thì ánh sáng mới có thể truyền đi tự do.
Vấn đề này vẫn còn nhiều bí ẩn. CEERS_1019 và một số thiên hà siêu sớm khác là mục tiêu tuyệt vời cho nghiên cứu này vì chúng tương đối sáng.
Sau khi JWST xuất hiện, CEERS_1019 càng trở nên rõ ràng hơn. Chiếc kính viễn vọng chỉ sau một giờ quan sát đã trả về vô số dữ liệu.
Các dữ liệu đã cho ra những phát hiện thú vị. Thông thường, một thiên hà trong vũ trụ sơ khai phát ra ánh sáng từ nhân thiên hà hoạt động (AGN) hoặc ánh sáng từ sự hình thành sao. Việc nhìn thấy cả hai trong cùng thiên hà CEERS_1019 là điều vô cùng bất ngờ.
Một vài nghiên cứu cho thấy các lỗ đen đều bị chi phối bởi phát xạ AGN.
Do đó, Larson và các đồng nghiệp tin rằng CEERS_1019 có thể là điểm trung gian để khám phá cách các thiên hà chịu sự chi phối của AGN cũng như lỗ đen của chúng hình thành.
Larson giải thích: “Chúng tôi vẫn không biết làm thế nào các lỗ đen trong các thiên hà đó lại có khối lượng lớn như vậy trong thời kỳ đầu của vũ trụ. Vì vậy, chúng tôi nghiên cứu những ngân hà tổ tiên có thể là yếu tố phát triển những lỗ đen cực lớn này".
Nhìn vào lỗ đen siêu lớn trong CEERS_1019, các nhà nghiên cứu cho rằng nó được hình thành từ sự sụp đổ của một vật thể nặng, chẳng hạn như một trong những ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ. Những ngôi sao này lớn hơn rất rất nhiều so với những ngôi sao mà chúng ta có ngày nay.
Cách tốt nhất để tìm hiểu thêm về chúng là thông qua các thiên hà trung gian. Những dữ liệu quan sát được kỳ vọng sẽ tiết lộ những thiên hà xa hơn giúp chúng ta hiểu được vũ trụ được sinh ra và lớn lên như thế nào.