Phát hiện 'sao lỗ đen' kỳ lạ sáng hơn 100 tỷ lần Mặt trời

Sử dụng Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST), nhóm nghiên cứu do các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) dẫn đầu đã phát hiện một vật thể cực kỳ sáng và đỏ, tồn tại chỉ vài trăm triệu năm sau Vụ Nổ lớn Big Bang. Vật thể được đặt tên MoM-BH*-1, có thể là một dạng thiên thể hoàn toàn mới.

Thoạt nhìn, MoM-BH*-1 giống một ngôi sao khổng lồ. Tuy nhiên, độ sáng của nó lớn đến mức các nhà khoa học cho rằng phản ứng nhiệt hạch thông thường không thể cung cấp đủ năng lượng. Theo mô hình của nhóm nghiên cứu, bên trong vật thể có thể là một hố đen có khối lượng khoảng 100.000 lần Mặt Trời, được bao quanh bởi một lớp khí hydro cực kỳ dày có kích thước xấp xỉ Hệ Mặt Trời.

Có thể giới thiên văn đã phát hiện một dạng thiên thể mới với vẻ ngoài là ngôi sao siêu sáng nhưng bên trong lại là một lỗ đen.

Điểm đặc biệt là lớp khí này khiến toàn bộ vật thể trông giống một ngôi sao khổng lồ. Nhưng nguồn năng lượng thực sự lại đến từ hố đen ở trung tâm. Khi vật chất rơi vào hố đen, quá trình bồi tụ giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, tạo nên độ sáng bất thường mà JWST quan sát được.

Sự kết hợp bất thường đó đã khiến các nhà nghiên cứu đề xuất rằng vật thể màu đỏ này đại diện cho một loại nguồn vật lý thiên văn hoàn toàn mới. Họ gọi nó là "ngôi sao lỗ đen".

Các nhà nghiên cứu đặc biệt chú ý đến một đặc điểm trong phổ ánh sáng của vật thể gọi là “đứt gãy Balmer”. Mức độ đứt gãy quan sát được sâu nhất từng ghi nhận, đồng thời ánh sáng của MoM-BH*-1 gần như chỉ cho thấy sự hiện diện của hydro và heli, với rất ít dấu hiệu của các nguyên tố nặng. Những đặc điểm này khó có thể được giải thích bằng một ngôi sao thông thường.

Có kích thước khổng lồ, phát sáng gấp 100 tỷ lần Mặt trời nhưng ở giữa cái kén hydro siêu nóng đó lại là một hố đen.

Nhóm nghiên cứu đã mô phỏng nhiều khả năng khác nhau. Kết quả cho thấy một hố đen đang tích tụ vật chất, nằm trong một “kén” hydro đặc khổng lồ, phù hợp nhất với dữ liệu JWST. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn coi đây là một cách giải thích cần tiếp tục kiểm chứng, chứ chưa phải bằng chứng cuối cùng về một loại thiên thể mới.

Phát hiện này còn có thể giúp giải quyết một bí ẩn lớn trong các bức ảnh của James Webb, đó là những “chấm đỏ nhỏ” xuất hiện rất nhiều trong các quan sát về vũ trụ sơ khai nhưng gần như biến mất trong vũ trụ ngày nay.

Các nhà nghiên cứu cho rằng nhiều chấm đỏ này có thể cũng là những “ngôi sao hố đen”, tức các hố đen khổng lồ được bao bọc bởi những lớp khí đặc. MoM-BH*-1 đặc biệt nổi bật vì ánh sáng từ chính “ngôi sao hố đen” mạnh đến mức gần như lấn át hoàn toàn thiên hà chủ xung quanh.

Nếu được các quan sát tiếp theo xác nhận, phát hiện này không chỉ mở ra khả năng tồn tại của một loại vật thể vũ trụ mới, mà còn có thể cung cấp manh mối quan trọng về cách những hố đen siêu lớn hình thành và phát triển ngay trong giai đoạn đầu tiên của vũ trụ.

Dùng kính thiên văn James Webb phát hiện thực thể vũ trụ mới, được gọi là "Sao lỗ đen".