Một sự kiện vũ trụ hiếm hoi và intriguing đã được phát hiện bởi các đài quan sát tia X trên Trái Đất, hé mở về sự tồn tại của một loại ‘quái vật vũ trụ’ bí ẩn. Các nhà khoa học đã phát hiện ra một nguồn tia X mạnh, được ký hiệu là HLX-1, nằm trong một thiên hà cách Trái Đất khoảng 450 triệu năm ánh sáng.

Sự kiện này là kết quả của một hiện tượng được gọi là ‘gián đoạn thủy triều’ (TDE), khi một lỗ đen khối lượng trung bình thức giấc và bắt đầu “ăn thịt” một ngôi sao. Lỗ đen này được cho là có khối lượng trung gian, nằm giữa lỗ đen siêu khối và lỗ đen khối lượng sao, với khối lượng nặng gấp 100-100.000 lần Mặt Trời.

Sự tồn tại của loại lỗ đen này đã được lý thuyết hóa, nhưng chưa bao giờ được quan sát trực tiếp. Sự kiện HLX-1 đã được quan sát lần đầu tiên vào năm 2009, sau đó nó sáng hơn gấp 100 lần vào năm 2012 và mờ đi vào năm 2023. Các nhà khoa học tin rằng lỗ đen này có thể đã gắn bó với một ngôi sao khổng lồ và ăn dần ngôi sao, dẫn đến các vụ bùng nổ lặp đi lặp lại.

“Bây giờ chúng ta cần chờ xem liệu nó có bùng phát nhiều lần không, hay có một điểm khởi đầu, một đỉnh điểm, và bây giờ nó sẽ giảm dần cho đến khi biến mất” – nhà thiên văn học Roberto Soria thuộc Viện Vật lý thiên văn quốc gia Ý, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết.

Sự phát hiện này mang lại hy vọng mới cho việc nghiên cứu về sự hình thành của lỗ đen siêu khối và giúp giải đáp các bí ẩn về vũ trụ. Các nhà khoa học hy vọng rằng việc tiếp tục quan sát HLX-1 sẽ giúp họ hiểu rõ hơn về quá trình hình thành và tiến hóa của các lỗ đen trong vũ trụ.

Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một số lượng lớn thiên hà “ngủ đông” trong vũ trụ đầu tiên, những thiên hà này đã ngừng hình thành sao mới trong khoảng một tỷ năm đầu tiên sau Vụ nổ Big Bang. Khám phá này, được thực hiện bằng dữ liệu từ Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), đã làm sáng tỏ một giai đoạn thú vị trong cuộc sống của các thiên hà đầu tiên và có thể cung cấp thêm manh mối về cách các thiên hà tiến hóa.

Các thiên hà có thể ngừng hình thành sao mới do nhiều lý do khác nhau. Một trong số đó là sự hiện diện của các lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của chúng. Những lỗ đen này phát ra bức xạ mạnh, làm nóng và làm giảm khí lạnh, thành phần quan trọng nhất cho sự hình thành sao. Ngoài ra, các thiên hà lân cận lớn hơn có thể làm giảm khí lạnh hoặc làm nóng nó, dẫn đến ngừng hình thành sao. Kết quả là, những thiên hà này có thể vẫn ở trạng thái ngủ đông vô thời hạn hoặc trở nên “bị triệt tiêu”. Một lý do khác khiến các thiên hà trở nên không hoạt động là phản hồi sao, khi khí trong thiên hà được làm nóng và đẩy ra ngoài do các quá trình sao như siêu tân tinh, gió sao mạnh, hoặc áp lực liên quan đến ánh sáng sao.

Một nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng giai đoạn ngủ đông thường được quan sát thấy ở các thiên hà gần đó, nhưng các nhà thiên văn học chỉ tìm thấy bốn thiên hà ngủ đông trong tỷ năm đầu tiên của vũ trụ. Tuy nhiên, sử dụng dữ liệu quang phổ nhạy của JWST, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã phát hiện ra 14 thiên hà ngủ đông có khối lượng trong phạm vi rộng ở vũ trụ đầu tiên. Các phát hiện này đã được tải lên cơ sở dữ liệu bản thảo arXiv vào ngày 27 tháng 6 và chưa được đánh giá đồng nghiệp.

Các nhà nghiên cứu đã không ngờ rằng họ sẽ thấy các thiên hà ngủ đông trong vũ trụ đầu tiên, vì những thiên hà này còn trẻ và nên đang hình thành nhiều sao mới. Tuy nhiên, sự khám phá đầu tiên về một thiên hà ngủ đông trong vũ trụ đầu tiên là một cú sốc, vì thiên hà đó đã được quan sát trước đó với Hubble, nhưng chúng tôi không thể biết nó ngủ đông cho đến khi JWST. Công cụ NIRSpec của JWST có thể nhìn thấy ánh sáng từ những thiên hà này đã bị dịch chuyển về phía bước sóng hồng ngoại gần, và cũng cung cấp chi tiết quang phổ về nó.

Các nhà thiên văn học đã tìm kiếm các thiên hà đang ở giữa các vụ bùng nổ hình thành sao và đã sử dụng dữ liệu thiên hà có sẵn công khai trong Lưu trữ DAWN JWST. Họ đã kiểm tra ánh sáng của khoảng 1.600 thiên hà, tìm kiếm dấu hiệu của sao mới không hình thành. Họ cũng tập trung vào các dấu hiệu rõ ràng của sao trung niên hoặc già trong ánh sáng của các thiên hà. Nhóm đã tìm thấy 14 thiên hà, có khối lượng từ khoảng 40 triệu đến 30 tỷ khối lượng mặt trời, đã ngừng hình thành sao.

Các nhà nghiên cứu đã giải thích rằng chúng tôi hiện đã tìm thấy 14 nguồn hỗ trợ quá trình bùng nổ này, và chúng tôi đã tìm thấy tất cả đều đã ngừng hình thành sao từ 10 đến 25 triệu năm trước khi chúng tôi quan sát chúng. Điều đó có nghĩa là 14 thiên hà này đã được tìm thấy để tuân theo hình thành sao theo kiểu ngừng-đi, thay vì liên tục hình thành sao, và chúng đã yên tĩnh trong ít nhất 10 đến 25 triệu năm.

Giai đoạn ngủ đông này cho thấy các thiên hà này có thể sẽ tiếp tục hình thành sao trong tương lai, nhưng vẫn còn sự không chắc chắn. Các nhà thiên văn học hy vọng các quan sát trong tương lai sẽ giúp làm sáng tỏ các nhà máy sao đang ngủ này. Một chương trình JWST sắp tới có tên là “Sleeping Beauties” sẽ dành riêng cho việc khám phá các thiên hà ngủ đông trong vũ trụ đầu tiên.