Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã chụp được hình ảnh ánh sáng sao phát ra từ hai thiên hà khổng lồ chứa các lỗ đen đang phát triển tích cực, được gọi là chuẩn tinh, tồn tại chưa đầy một tỷ năm sau Vụ nổ lớn.

Bước đột phá này đánh dấu thời điểm sớm nhất cho đến nay ánh sáng sao được phát hiện bao quanh một quasar. Lỗ đen được đề cập có khối lượng gần một tỷ lần so với Mặt trời của chúng ta và tỷ lệ khối lượng của nó so với khối lượng của thiên hà chủ của nó phù hợp với tỷ lệ quan sát được trong vũ trụ gần đây hơn.

Ban đầu được xác định trong một cuộc khảo sát toàn diện được thực hiện bởi Kính viễn vọng Subaru tại Maunakea, Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) sau đó đã chụp ảnh hai chuẩn tinh này.

Theo Science Alert, nghiên cứu được dẫn đầu bởi các nhà vật lý thiên văn Xuheng Ding và John Silverman thuộc Viện Vật lý và Toán học Vũ trụ Kavli ở Nhật Bản và Masafusa Onoue thuộc Viện Thiên văn học và Vật lý Thiên văn Kavli ở Trung Quốc.

(Ảnh: Ding, Onoue, Silverman, et al., Hình ảnh JWST NIRCam 3,6 μm của HSC J2236+0032)

Kính viễn vọng không gian James Webb của NASA chụp ảnh vũ trụ sâu

Sự kết hợp giữa các quan sát trên mặt đất từ ​​Kính viễn vọng Subaru và các quan sát trên không gian từ JWST đã mở ra những con đường mới để nghiên cứu vũ trụ từ xa.

Bước đột phá này có thể thực hiện được nhờ khả năng đặc biệt của JWST trong việc ghi lại những hình ảnh sâu, cho phép các nhà nghiên cứu tách ánh sáng khỏi các quasar và phát hiện ra các thiên hà chủ.

Những quan sát trước đây về chuẩn tinh từ thời đại này đã bị cản trở bởi độ sáng phi thường của chúng, khiến cho không thể tách ánh sáng của chúng ra khỏi ánh sáng của các thiên hà chủ. Tuy nhiên, bằng cách tận dụng khả năng của JWST, các nhà khoa học có thể kiểm tra các thiên hà chủ từ thời kỳ vũ trụ sơ khai này.

Kiểm tra các thiên hà chủ và lỗ đen của vũ trụ sơ khai giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về sự hình thành và mối quan hệ của chúng. Phát hiện ánh sáng yếu ớt phát ra từ các thiên hà giữa ánh sáng chói lóa của các quasar phát sáng là một nhiệm vụ khó khăn, đặc biệt là ở những khoảng cách rất xa.

Trước JWST, Kính viễn vọng Không gian Hubble chỉ có thể phát hiện các thiên hà chủ quasar phát sáng khi vũ trụ chưa đến 3 tỷ năm tuổi, không quan sát được các thiên hà trẻ hơn.

Độ nhạy đặc biệt và khả năng chụp ảnh hồng ngoại siêu sắc nét của JWST cuối cùng sẽ cho phép các nhà nghiên cứu thăm dò thời điểm các chuẩn tinh và thiên hà xuất hiện lần đầu tiên.

Vài tháng sau khi bắt đầu hoạt động bình thường, nhóm đã sử dụng JWST để quan sát hai chuẩn tinh: HSC J2236+0032 và HSC J2255+0251, với độ dịch chuyển đỏ lần lượt là 6,40 và 6,34.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng thiết bị NIRCam của JWST để chụp ảnh của hai chuẩn tinh ở bước sóng hồng ngoại 3,56 và 1,50 micron. Thiên hà chủ đã được tiết lộ bằng cách lập mô hình và loại bỏ ánh sáng chói do lỗ đen đang bồi tụ gây ra.

Trong trường hợp của J2236+0032, chữ ký sao của thiên hà chủ cũng được quan sát thấy trong quang phổ do NIRSPEC JWST chụp, tiếp tục xác nhận phát hiện này.

Đọc thêm: Chandra của NASA, Webb tạo ra kỳ quan vũ trụ bằng hình ảnh mới tuyệt đẹp

Lớn Hơn Mặt Trời

Phân tích trắc quang cho thấy hai thiên hà chứa chuẩn tinh rất lớn, lần lượt có khối lượng gấp 130 và 34 tỷ lần Mặt trời.

Ngoài ra, các phép đo vận tốc của khí hỗn loạn xung quanh quasar, bắt nguồn từ quang phổ NIRSPEC, gợi ý rằng lỗ đen đang điều khiển nó cũng rất nặng, với khối lượng từ 1,4 đến 0,2 tỷ lần so với Mặt trời.

Tỷ lệ khối lượng lỗ đen so với khối lượng thiên hà chủ được quan sát thấy trong các chuẩn tinh cổ đại này gần giống với tỷ lệ của các thiên hà trong vũ trụ gần đây hơn, ngụ ý rằng mối liên hệ giữa lỗ đen và thiên hà chủ của nó đã được thiết lập sớm nhất là 860 triệu năm sau Vụ nổ lớn .

Với các quan sát theo lịch trình được lên kế hoạch cho Chu kỳ 1 của JWST, nhóm các nhà thiên văn học rất háo hức tìm hiểu sâu hơn về nghiên cứu của họ, điều này sẽ góp phần hoàn thiện các mô hình liên quan đến sự đồng tiến hóa của lỗ đen và các thiên hà chủ của chúng.

Những bài viết liên quan: Vụ nổ không gian: Top 5 vụ nổ, va chạm lớn nhất trong không gian năm 2022

gạch tên