JWST khám phá quái vật vũ trụ chi phối thiên hà sơ khai: Có phải do hố đen từ Vụ Nổ Lớn tạo nên?
Kính JWST phát hiện hố đen khổng lồ trong thiên hà sơ khai chỉ 700 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn.
Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) vừa phát hiện một “quái vật vũ trụ”: một hố đen khổng lồ mang tên A2744-QSO1 nằm trong một thiên hà nhỏ và nguyên thủy, tồn tại chỉ 700 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang). Hố đen này có khối lượng gấp khoảng 10 triệu lần Mặt Trời, chiếm đến 10% tổng khối lượng của thiên hà chủ — một tỷ lệ bất thường. Điều khiến phát hiện này trở nên đặc biệt là thiên hà chứa rất ít nguyên tố nặng, cho thấy hầu như chưa từng trải qua quá trình hình thành sao. Theo lý thuyết hiện tại, các hố đen lớn hình thành qua cái chết của các ngôi sao khổng lồ hoặc qua hợp nhất kéo dài, nhưng điều đó khó có thể xảy ra trong môi trường nguyên sơ như vậy.
Để giải thích nghịch lý này, các nhà khoa học đang cân nhắc những cơ chế hình thành hố đen phi truyền thống. Một giả thuyết là sự sụp đổ trực tiếp của các đám mây khí nguyên thủy có khối lượng rất lớn, hình thành hố đen mà không cần trải qua giai đoạn sao. Một khả năng khác là quá trình bồi tụ siêu Eddington, trong đó hố đen hấp thụ vật chất với tốc độ vượt giới hạn thông thường trong các đợt bùng phát ngắn, giúp nó tăng khối lượng nhanh chóng dù chịu phản lực từ bức xạ.
Giả thuyết táo bạo nhất là A2744-QSO1 có thể là một hố đen nguyên thủy, hình thành trực tiếp từ những dao động mật độ trong vũ trụ sơ khai — chứ không phải từ cái chết của sao. Những hố đen này có thể xuất hiện chỉ vài giây sau Vụ Nổ Lớn, rồi nhanh chóng hợp nhất và phát triển thành hố đen siêu lớn. Nếu A2744-QSO1 thật sự là một ví dụ như vậy, nó sẽ cung cấp bằng chứng hiếm có ủng hộ sự tồn tại của các hố đen nguyên thủy, từ đó thay đổi nhận thức của chúng ta về sự tiến hóa của vũ trụ ban đầu.
Việc JWST phát hiện thêm các hố đen lớn trong những thiên hà cổ cũng củng cố giả thuyết này. Chẳng hạn, một thiên hà đang hợp nhất mang tên ZS7 — được quan sát chỉ 740 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn — chứa hai hố đen đang trên đà va chạm. Những quan sát như vậy cho thấy vũ trụ sơ khai có thể đã đầy rẫy các hố đen khổng lồ, hình thành nhanh chóng qua các con đường phi truyền thống như sụp đổ trực tiếp, hợp nhất, hoặc từ các hố đen nguyên thủy.
Dù chưa có lý thuyết nào giải thích trọn vẹn các đặc điểm đã quan sát — như tỷ lệ khối lượng lớn giữa hố đen và thiên hà, độ kim loại thấp, và tốc độ hình thành nhanh — phát hiện của JWST là một bước ngoặt. Nó thách thức những hiểu biết hiện có về sự hình thành hố đen và lịch sử vũ trụ. Các quan sát tiếp theo của JWST, đặc biệt là khi phát hiện thêm nhiều hệ tương tự, sẽ rất quan trọng để xác nhận liệu những hố đen kỳ lạ này có phổ biến hay không và vai trò của chúng trong việc định hình các thiên hà đầu tiên là gì.
Nguồn: Space.com, Reuters, Astronomy.com, SciTechDaily