Các nhà thiên văn học đã phát hiện một lỗ đen siêu lớn đang phóng năng lượng khổng lồ hướng trực tiếp về phía Trái đất.

"Quái vật" vũ trụ này, có khối lượng xấp xỉ 700 triệu lần Mặt trời, đang nhắm đến chúng ta từ một thiên hà thuộc vũ trụ sơ khai, chỉ khoảng 800 triệu năm sau Vụ nổ lớn (Big Bang), khiến nó trở thành "blazar" xa nhất từng được phát hiện.

Lỗ đen siêu lớn có tuổi đời đáng kinh ngạc

Một số lỗ đen siêu lớn, được gọi là quasar, có khối lượng lớn đến mức chúng có thể làm nóng vật chất xoáy quanh đĩa bồi tụ của mình lên hàng trăm nghìn độ, từ đó phát ra một lượng lớn bức xạ điện từ. Từ trường khổng lồ của các quasar này có thể định hình năng lượng thành các tia đôi bắn ra vuông góc với đĩa bồi tụ và mở rộng ra xa khỏi thiên hà chủ.

Ngẫu nhiên, một số quasar này hướng một trong hai tia của chúng trực tiếp về phía Trái đất, tạo ra các điểm sáng vô tuyến xung quanh khi lỗ đen tiêu thụ vật chất. Những lỗ đen này được gọi là blazar.

Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters, các nhà nghiên cứu đã phát hiện một blazar mới, được đặt tên là J0410−0139, bằng cách sử dụng dữ liệu từ nhiều kính viễn vọng, bao gồm Atacama Large Millimeter Array, kính viễn vọng Magellan và kính viễn vọng rất lớn của Đài Thiên văn Nam Âu, tất cả đều đặt tại Chile, cùng với đài quan sát Chandra của NASA trên quỹ đạo Trái đất.

Sóng vô tuyến từ blazar này đã di chuyển hơn 12,9 tỉ năm ánh sáng để đến chỗ chúng ta, lập kỷ lục mới cho loại vật thể vũ trụ này. Tuổi đáng kinh ngạc của "người khổng lồ sáng chói" này có thể giúp các nhà nghiên cứu hiểu thêm về cách các lỗ đen siêu lớn đầu tiên hình thành và cách các nhân thiên hà này đã tiến hóa.

"Sự thẳng hàng của tia J0410-0139 với đường ngắm của chúng ta cho phép các nhà thiên văn học nhìn thẳng vào trung tâm của nguồn năng lượng vũ trụ này", đồng tác giả nghiên cứu Emmanuel Momjian, nhà thiên văn học tại Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia ở Virginia, cho biết. 

"Blazar này cung cấp một phòng thí nghiệm độc đáo để nghiên cứu sự tương tác giữa các tia, lỗ đen và môi trường xung quanh trong một trong những thời kỳ chuyển đổi quan trọng nhất của vũ trụ".

Blazar cổ nhất từng được biết đến

Có gần 3.000 blazar đã được phát hiện cho đến nay, và hầu hết đều nằm gần Trái đất hơn nhiều so với J0410-0139. Blazar giữ kỷ lục trước đó là PSO J0309+27, được phát hiện vào năm 2020 và cách Trái đất khoảng 12,8 tỉ năm ánh sáng, tức là trẻ hơn J0410-0139 khoảng 100 triệu năm.

So với tuổi của vũ trụ, sự khác biệt 100 triệu năm này có vẻ nhỏ bé. Tuy nhiên, trong khoảng thời gian đó, một lỗ đen siêu lớn có thể tăng kích thước lên gấp nhiều lần, khiến đây trở thành một phát hiện quan trọng.

Việc tìm thấy một blazar ở khoảng cách này cho thấy nhiều lỗ đen siêu lớn khác đã tồn tại vào thời điểm này trong lịch sử vũ trụ, nhưng không có tia hoặc các tia của chúng không hướng về Trái đất, theo tác giả chính Eduardo Bañados, nhà thiên văn học tại Viện Thiên văn học Max Planck ở Đức.

"Hãy tưởng tượng bạn đọc được tin một người trúng xổ số 100 triệu đô la", Bañados nói. "Do xác suất trúng lớn như vậy, bạn có thể suy ra ngay rằng chắc chắn có rất nhiều người khác đã tham gia xổ số nhưng không giành được số tiền khổng lồ như thế. Tương tự, việc tìm thấy một quasar có tia hướng thẳng về phía chúng ta cho thấy rằng tại thời điểm đó, chắc chắn có rất nhiều quasar trong lịch sử vũ trụ với các tia không hướng về phía chúng ta".

Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục tìm kiếm thêm blazar từ thời kỳ này và tự tin rằng họ sẽ tìm thấy một số. "Nơi nào có một, sẽ có hàng trăm cái nữa đang chờ được phát hiện", đồng tác giả Silvia Belladitta, nhà thiên văn học tại Viện Thiên văn học Max Planck, cho biết.

Lần đầu tiên đo được tốc độ quay của lỗ đen

Các nhà thiên văn học đã lần đầu tiên xác định được tốc độ quay của một lỗ đen. Phát hiện này cung cấp một cách thức mới để nghiên cứu lỗ đen và quá trình tiến hóa của chúng.