Ngôi sao đầu tiên của vũ trụ có thể đã tái xuất trong hình hài khác

Năm 2022, kính viễn vọng không gian mạnh nhất thế giới James Webb bắt đầu hoạt động, giúp con người quan sát những vùng vũ trụ xa xôi nhất, nơi ánh sáng mất hàng tỉ năm để chạm tới ống kính và nhờ đó phản ánh nguyên vẹn hình ảnh của quá khứ hàng tỉ năm trước.

Trong những thứ mà James Webb quan sát được, có những lỗ đen thuộc về quá khứ chưa đầy 1 tỉ năm sau sự kiện Vụ nổ Big Bang khai sinh vũ trụ.

Chúng có thể chính là hiện thân khác của thứ mà các nhà khoa học luôn tìm kiếm: Sao Quần thể III.

Sao Quần thể III, thế hệ sao đầu tiên của vũ trụ, khổng lồ và có vòng đời cực ngắn - Ảnh đồ họa: NOIRLab

Sao quần thể III là thế hệ sao đầu tiên của vũ trụ, chỉ mới nằm trên lý thuyết, tức chưa có ví dụ cụ thể nào được xác định.

Thế nhưng nghiên cứu mới dẫn đầu bởi GS Jonathan Tan, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Virginia (Mỹ) chỉ ra rằng các lỗ đen sơ khai nhất mà James Webb quan sát được có thể chính là hiện thân khác của chúng.

Chưa kể, chính lỗ đen quái vật (lỗ đen siêu khối) Sagittarius A* ở trung tâm Milky Way (Ngân Hà), tức thiên hà chứa Trái Đất, cũng có nguồn gốc từ chúng.

Lý thuyết được GS Tan đề xuất cho rằng tất cả các hố đen siêu khối đều hình thành từ tàn dư của những ngôi sao đầu tiên thuộc Quần thể III.

Những ngôi sao này phát triển đến kích thước khổng lồ dưới ảnh hưởng của năng lượng từ một quá trình được gọi là sự hủy diệt vật chất tối.

“Mô hình của chúng tôi cũng yêu cầu các ngôi sao siêu lớn tiền thân của các lỗ đen phải nhanh chóng ion hóa khí hydro trong vũ trụ, báo hiệu sự ra đời của chúng bằng những tia sáng chói lọi bao phủ toàn bộ không gian” - GS Tan nói với Sci-News.

Nói cách khác, GS Tan và các cộng sự đã đề xuất một kịch bản khả thi, phù hợp với các dữ liệu quan sát gần đây của James Webb về vũ trụ sơ khai, về thời điểm mà vũ trụ chuyển đổi từ "Thời kỳ đen tối" sang "Kỷ nguyên tái ion hóa", tức bắt đầu có ánh sáng sao.

Điều thú vị là giai đoạn ion hóa bổ sung này, xảy ra sớm hơn nhiều so với giai đoạn được cung cấp năng lượng bởi các thiên hà bình thường, có thể giúp giải quyết một số khúc mắc nảy sinh gần đây trong lĩnh vực vũ trụ học.

Cũng có khả năng những ngôi sao đầu tiên nói trên đã hình thành và chết đi trong một chớp sáng ngắn ngủi đến mức những gì mà James Webb quan sát được là tàn dư của thế hệ sao thứ 2.

Nhưng dù thế nào đi nữa, theo lý thuyết này, tất cả các lỗ đen chúng ta đang thấy trong vũ trụ hiện tại lẫn quá khứ đều là một "kiếp" nào đó của sao Quần thể III, do các lỗ đen sơ khai trải qua nhiều lần hợp nhất mà thành.

Anh Thư