Kính thiên văn không gian Euclid của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) vừa phát hiện những chuẩn tinh (quasar) cổ xưa nhất từng được quan sát, mở ra thêm những manh mối về giai đoạn sơ khai của vũ trụ.
Chuẩn tinh (Quasar) - là những vật thể sáng nhất và xa xôi nhất trong vũ trụ. Giới thiên văn cho rằng chuẩn tinh được tạo ra từ một hố đen siêu nặng (gấp khoảng 1 tỷ lần so với trọng lượng của Mặt Trời) tiêu thụ vật chất trong một đĩa vật chất xoắn ốc.
Khi hố đen nuốt chửng lượng vật chất khổng lồ xung quanh, chúng giải phóng năng lượng cực lớn, khiến quasar có thể phát sáng mạnh hơn hàng nghìn tỷ lần Mặt Trời.
Chính độ sáng phi thường này giúp các nhà thiên văn có thể quan sát chúng từ khoảng cách rất xa. Do ánh sáng cần thời gian để truyền đi, việc nhìn thấy những quasar ở khoảng cách hàng tỷ năm ánh sáng cũng đồng nghĩa với việc quan sát vũ trụ ở thời điểm cách đây hàng tỷ năm.
Trong nghiên cứu công bố ngày 6/7 trên tạp chí Astronomy & Astrophysics, nhóm các nhà thiên văn quốc tế thông báo đã phát hiện 31 quasar, trong đó có hai quasar cổ nhất từng được ghi nhận.
Hai quasar này phát ra ánh sáng khi vũ trụ mới khoảng 670 triệu năm tuổi, tức chỉ bằng khoảng 5% so với tuổi hiện nay của vũ trụ (13,8 tỷ năm).
Kết quả này vượt kỷ lục trước đó mà chính nhóm nghiên cứu thiết lập vào năm 2021, đưa mốc quan sát lùi thêm khoảng 20 triệu năm về quá khứ.
Theo tác giả chính của nghiên cứu, Daming Yang, nghiên cứu sinh tại Đại học Leiden (Hà Lan), việc ESA phóng kính thiên văn Euclid lên quỹ đạo vào năm 2023 đã tạo ra bước ngoặt lớn trong hành trình tìm kiếm các quasar cổ đại.
Nếu trước đây phần lớn các cuộc khảo sát phải dựa vào kính thiên văn mặt đất, thì chỉ trong hai năm hoạt động, Euclid đã làm tăng gấp đôi số lượng quasar sơ khai mà nhân loại biết đến.
Những quasar mới được phát hiện xuất hiện trong kỷ nguyên tái ion hóa.
Đây là giai đoạn các ngôi sao và thiên hà đầu tiên hình thành, chấm dứt "thời kỳ đen tối" của vũ trụ sau Vụ nổ lớn (Big Bang).
Theo nhà nghiên cứu Daming Yang, các quasar đóng vai trò như những "ngọn hải đăng vũ trụ," giúp các nhà khoa học nghiên cứu lớp khí nằm giữa Trái Đất và các thiên thể xa xôi này, từ đó tái dựng quá trình vũ trụ chuyển từ trạng thái tối tăm sang thời kỳ xuất hiện những nguồn sáng đầu tiên.
Tuy nhiên, phát hiện mới cũng làm nổi bật một nghịch lý đang khiến giới thiên văn học đau đầu. Những kính thiên văn thế hệ mới liên tục phát hiện các thiên hà và hố đen có kích thước khổng lồ xuất hiện sớm hơn rất nhiều so với dự đoán của các mô hình vũ trụ học hiện nay.
Đồng tác giả nghiên cứu Joseph Hennawi nhận định: "Mỗi lần chúng ta nhìn sâu hơn vào quá khứ, câu đố này lại càng trở nên khó hiểu hơn.”
Theo ông, những hố đen có khối lượng gấp hàng tỷ lần Mặt Trời dường như đã tồn tại khi vũ trụ vẫn còn rất non trẻ. Ông nhấn mạnh: "Chúng tôi vẫn chưa hiểu bằng cách nào chúng có thể lớn lên nhanh đến vậy và đạt khối lượng khổng lồ chỉ trong một khoảng thời gian ngắn."
Để tìm câu trả lời, các nhà khoa học đang tiếp tục săn lùng những quasar còn cổ xưa hơn. Kính thiên văn không gian James Webb cũng vừa quan sát các quasar mới được phát hiện và nhóm nghiên cứu sẽ sớm phân tích lượng dữ liệu thu thập được.
Mục tiêu cuối cùng của họ là xây dựng một "biên niên sử của các quasar trong một tỷ năm đầu tiên của vũ trụ," qua đó hiểu rõ hơn cách những hố đen siêu khối lượng đầu tiên hình thành và phát triển, cũng như quá trình tiến hóa của vũ trụ./.
Phát hiện hai hố đen khổng lồ sắp va chạm trong 100 năm tới
Hai "gã khổng lồ" này dự kiến sẽ đâm sầm vào nhau trong vòng vỏn vẹn 100 năm tới, tạo ra một vụ nổ sóng hấp dẫn khổng lồ có khả năng làm rung chuyển cả không thời gian.
