Khám Phá Vật Thể Thiên Văn Mới: Ngôi Sao Hố Đen Do Kính Thiên Văn JWST Phát Hiện

Kính thiên văn không gian James Webb (JWST) của NASA đã mang đến một phát hiện ngoạn mục khi xác định một thể thiên văn hoàn toàn mới, được gọi là “ngôi sao hố đen”. Đây không chỉ đơn thuần là một ngôi sao mà là một đám mây khí khổng lồ, sáng rực, đang tồn tại quanh một hố đen phát triển mạnh.

Vật thể này, mang tên MoM-BH*-1, được phát hiện trong chòm sao Cetus, vào thời điểm cách đây khoảng 660 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn. Các nhà khoa học cho biết rằng MoM-BH*-1 kết hợp những đặc điểm của hai loại vật thể hoàn toàn khác nhau: bề ngoài giống như một ngôi sao kết hợp với nguồn năng lượng khổng lồ từ một hố đen đang hút chất liệu xung quanh.

Ngôi sao hố đen: Một hiện tượng kỳ lạ

MoM-BH*-1 có thể không phải là một ngôi sao theo cách thông thường, mà thực chất là một hố đen trẻ được bao bọc bởi một lớp khí hydro đặc.

Hố đen trung tâm có khối lượng ước tính gấp 100.000 lần Mặt Trời. Lớp khí xung quanh vật thể này có kích thước tương đương với toàn bộ Hệ Mặt Trời, tạo nên sự kỳ diệu cho MoM-BH*-1. Thông thường, hố đen đang hấp thụ vật chất sẽ sản sinh ra một lượng năng lượng lớn từ đĩa bồi tụ; nhưng trong trường hợp này, lớp khí đặc như một bộ lọc, hấp thụ các bức xạ và phát sáng một cách hiệu quả, tạo nên hình ảnh của một ngôi sao khổng lồ.

Phát hiện đầy bất ngờ từ JWST

Trong quá trình tìm kiếm các thiên hà xa xôi, các nhà nghiên cứu đã phát hiện MoM-BH*-1 với điểm sáng màu đỏ đặc biệt. Quang phổ của vật thể này cho thấy một cú nhảy Balmer mạnh mẽ, làm nổi bật một sự thay đổi đột ngột trong độ sáng tại các bước sóng nhất định, một đặc điểm thường thấy trong khí quyển ngôi sao.

Đặc biệt, cú nhảy này mạnh hơn nhiều so với dự kiến của một ngôi sao thông thường và dấu hiệu về các nguyên tố nặng hơn hydro và heli không được phát hiện. Các mô phỏng máy tính đã chỉ ra rằng một lớp vỏ hydro đặc có thể tạo ra quang phổ bất thường này, nhưng để giải thích cho độ sáng phi thường của MoM-BH*-1, sự xuất hiện của hố đen là cần thiết.

Các nhà nghiên cứu từ MIT đã phát hiện rằng MoM-BH*-1 tạo ra năng lượng gấp 100 tỷ lần so với bất kỳ ngôi sao nào trước đây, điều này khiến cho lý thuyết về phản ứng nhiệt hạch không thể giải thích cho độ sáng của nó. Một hố đen đang bồi tụ đang tạo ra một lượng lớn năng lượng khi các chất liệu rơi vào, và khi tính đến mô hình hố đen nặng khoảng 100.000 lần khối lượng Mặt Trời, sự phù hợp với quan sát của JWST được cải thiện đáng kể.

Nghiên cứu đã mô tả vật thể này như một ngôi sao hố đen, nhưng mô hình này vẫn chỉ dựa trên các đặc tính quan sát, chưa phải là một bức ảnh xuất hiện trực tiếp của hố đen bên trong.

Phát hiện của MoM-BH*-1 có thể giải thích một phần của những bí ẩn mà JWST đã khám phá liên quan đến các “chấm đỏ nhỏ” (LRD) trong vũ trụ sơ khai. Những vật thể này đã xuất hiện rất phong phú trong các quan sát từ những năm đầu của lịch sử vũ trụ, và bản chất của chúng vẫn còn đang được tranh luận.

Các nghiên cứu gần đây đang dần hướng tới lý thuyết về ngôi sao hố đen cho ít nhất một số LRD, bao gồm 241 ứng viên được phát hiện trong các quan sát của JWST. Điều này cho thấy hiện tượng này có thể phổ biến hơn so với một vật thể duy nhất.

MoM-BH*-1 có sự chiếm ưu thế rõ rệt của ngôi sao hố đen, tạo ra một cái nhìn mới cho các nhà thiên văn học và có thể giúp giải thích nguyên nhân sự phát triển nhanh chóng của các hố đen siêu khối lượng trong vũ trụ non trẻ. Thay vì hình thành đột ngột như những hố đen khổng lồ, một số có thể đã trải qua giai đoạn phát triển được bao bọc bởi khí như MoM-BH*-1.

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature.