Buzz
TPO - Nhờ sự kết hợp giữa dữ liệu từ Kính thiên văn Subaru và Kính thiên văn James Webb, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những quasar xa xôi bị che khuất bởi bụi, nhưng có khả năng làm sáng tỏ một thiên hà bí ẩn mang tên Little Red Dots.
Kính thiên văn James Webb đã phát hiện ra một quasar được năng lượng hóa từ hố đen (chấm màu hồng giữa hình ảnh) có tuổi đời từ một tỷ năm sau Vụ nổ lớn. (Ảnh: NASA, ESA, CSA, S. Lilly (ETH Zurich), D. Kashino (Đại học Nagoya), J. Matthee (ETH Zurich), C. Eilers (MIT), R. Simcoe (MIT), R. Bordoloi (MIT), R. Mackenzie (ETH Zurich), A. Pagan (STScI))
Các nhà thiên văn học sử dụng Kính thiên văn James Webb (JWST) đã phát hiện ra một nhóm hố đen siêu lớn ẩn sâu trong vũ trụ sơ khai, điều chưa từng được nhìn thấy trước đây. Phát hiện này mở ra cơ hội rút ngắn khoảng cách giữa các quasar cổ điển và những "Little Red Dots" mới được phát hiện, có thể đại diện cho các quasar sơ khai.
Các quasar cổ điển là các nhân thiên hà hoạt động (AGN), các thiên hà bị chi phối bởi các hố đen siêu lớn đang hoạt động và được bao quanh bởi môi trường bụi phức tạp. Những AGN này được cung cấp năng lượng bởi hố đen siêu lớn và cực kỳ sáng, khiến chúng dễ dàng nhận diện dù có sự hiện diện của bụi xung quanh.
Các quasar ẩn sau lớp bụi dày
Ba năm trước, các nhà khoa học sử dụng JWST đã phát hiện ra một loại AGN mới lạ mà họ gọi là Little Red Dots (tên gọi vì chúng giống như những đốm đỏ mờ trong các hình ảnh). Khác với các quasar cổ điển, những chấm này nhỏ hơn, mờ hơn và thường bị che khuất bởi một lớp bụi dày. Mối quan hệ giữa hai loại AGN này vẫn là một bí ẩn, thúc đẩy các nhà thiên văn học tiếp tục tìm kiếm các vật thể có đặc tính trung gian.
Hơn một thập kỷ qua, các nhà thiên văn học đã tìm kiếm các quasar xa xôi bằng Kính viễn vọng Subaru ở Hawaii và đã phát hiện ra một số thiên hà trong khoảng một tỷ năm đầu tiên sau Vụ nổ lớn. Mặc dù ánh sáng từ những thiên hà này không phải là đặc trưng của quasar cổ điển, nhưng cường độ ánh sáng của chúng quá mạnh để chỉ là kết quả của sự hình thành sao. Các nhà khoa học nghi ngờ rằng các thiên hà này có chứa AGN, có thể bị che khuất bởi lớp bụi. Tuy nhiên, họ không thể chứng minh rằng chúng là một dạng AGN khác do những hạn chế kỹ thuật của kính thiên văn thời đó.
Hiện nay, với việc sử dụng JWST có độ nhạy cao hơn để phân tích lại những vật thể khó hiểu mà Subaru đã phát hiện, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã xác nhận sự hiện diện của khí chuyển động nhanh dưới tác động của lực hấp dẫn mạnh mẽ từ các hố đen siêu lớn. Điều này xác nhận rằng những vật thể này thực sự là AGN, nhưng là một dạng chưa từng thấy trước đây.
Quần thể hố đen siêu lớn
Trong số 13 thiên hà xa xôi được nghiên cứu trong nghiên cứu mới này, các nhà thiên văn học phát hiện rằng 9 thiên hà có dấu hiệu rõ ràng của một quần thể hố đen siêu lớn đang hoạt động, và các mô hình ánh sáng của chúng mang dấu hiệu không thể nhầm lẫn của các quasar bị che khuất bởi lớp bụi dày.
"Chúng tôi rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng các quasar bị che khuất lại có rất nhiều trong vũ trụ sơ khai", Yoshiki Matsuoka, phó giáo sư tại Trung tâm nghiên cứu về không gian và sự tiến hóa vũ trụ tại Đại học Ehime, đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ. "Điều này có nghĩa là một phần lớn các hố đen siêu lớn đang hoạt động đã bị bỏ qua trong các khảo sát trên mặt đất trước đây".
Những quasar "ẩn" mới được phát hiện này sáng như các quasar cổ điển, nhưng mức độ bụi che khuất ánh sáng của chúng tương tự như những gì các nhà thiên văn học đã tìm thấy ở các trường hợp của Little Red Dots. Bằng cách kết hợp dữ liệu từ các quan sát trên mặt đất và các quan sát chi tiết của JWST, các nhà nghiên cứu có thể đã tìm ra mối liên hệ còn thiếu giữa các quasar sáng hiếm và các Little Red Dots phổ biến hơn mà JWST quan sát được.
Khi các nhà thiên văn học phát hiện thêm nhiều quasar ẩn và thu thập thêm các quan sát, ánh sáng mà chúng phát ra có thể giúp ước tính khối lượng của các ngôi sao và hố đen siêu lớn trong thiên hà chủ của chúng. Những thông tin này sẽ cung cấp những hiểu biết mới về cách các thiên hà khổng lồ này tiến hóa trong vũ trụ sơ khai. Ngoài ra, qua việc so sánh số lượng quasar ẩn được phát hiện với các dự đoán từ mô hình lý thuyết, các nhà khoa học có thể kiểm tra liệu những phát hiện này có thách thức mô hình chuẩn của vũ trụ hay không.
Lần đầu tiên được phát hiện vài năm trước, Little Red Dots vẫn là một bí ẩn chưa được giải mã. Chúng khó hiểu vì chỉ xuất hiện mờ nhạt và nhỏ bé trên bầu trời. Matsuoka giải thích rằng thông qua việc kết hợp kết quả nghiên cứu của họ với các quan sát bổ sung để nghiên cứu khí và môi trường xung quanh, các quasar ẩn sẽ cung cấp những manh mối quan trọng giúp giải đáp những bí ẩn của Little Red Dots.
