Kính viễn vọng James Webb phát hiện 'ngôi sao lỗ đen' bí ẩn từ thuở sơ khai của vũ trụ

Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature đã ghi lại chi tiết về một vật thể có tên MoM-BH-1*, được mô tả như một "ngôi sao lỗ đen" — một cấu trúc có kích thước tương đương hệ Mặt Trời, phát ra ánh sáng đỏ rực ở vùng không gian sâu thẳm. Đây có thể là lời giải đáp cho những điểm sáng đỏ kỳ lạ mà Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) liên tục tìm thấy trong giai đoạn đầu của vũ trụ.

Tín hiệu quan sát được đến từ thời điểm vũ trụ mới chỉ 660 triệu năm tuổi (so với 13,8 tỷ năm hiện tại). Trong ảnh chụp của JWST, vật thể này xuất hiện như một trong vô số đốm đỏ sáng mà các nhà khoa học gọi là "little red dots" (đốm đỏ nhỏ) — một hiện tượng gây bối rối cho giới nghiên cứu vì không phù hợp với các phân loại thiên thể truyền thống.

Bí ẩn đằng sau nguồn năng lượng khổng lồ

Theo nhóm nghiên cứu do Rohan Naidu (MIT) dẫn đầu, MoM-BH*-1 phát ra năng lượng gấp khoảng 100 tỷ lần so với bất kỳ ngôi sao nào có thể tạo ra từ phản ứng tổng hợp hạt nhân. Điều này khiến nó trở thành một trong những vật thể sáng nhất trong vũ trụ sơ khai.

Điểm đặc biệt thứ hai nằm ở quang phổ của nó: một phần ánh sáng đột ngột biến mất. Ở các ngôi sao thông thường, hiện tượng tương tự có thể xảy ra khi khí quyển hấp thụ một số bước sóng nhất định, nhưng ở MoM-BH*-1, hiệu ứng này quá mạnh để có thể giải thích bằng hành vi sao chuẩn.

"Mỗi đốm đỏ nhỏ đều có thể là một ngôi sao lỗ đen nằm trong một thiên hà sơ khai điển hình. Nhưng điều đặc biệt ở MoM-BH*-1 là ngôi sao lỗ đen này gần như che khuất hoàn toàn thiên hà chủ, khiến chúng ta nhìn thấy ánh sáng tinh khiết của chính nó." — Rohan Naidu, tác giả chính của nghiên cứu

Hình ảnh minh họa các đốm đỏ bí ẩn trong vũ trụ sơ khai

Giả thuyết "ngôi sao lỗ đen" là gì?

Khác với lỗ đen thông thường bị "nuốt chửng" mọi thứ xung quanh, ngôi sao lỗ đen (black hole star) là một cấu trúc giả thuyết có lỗ đen ở trung tâm, được bao bọc bởi một lớp khí cực kỳ dày đặc và phát sáng. Năng lượng từ lỗ đen khi nuốt vật chất sẽ truyền qua lớp khí này trước khi thoát ra ngoài không gian, tạo ra một quang phổ có nhiều đặc điểm giống với ánh sáng từ một ngôi sao khổng lồ.

Giả thuyết này giúp giải thích vì sao MoM-BH*-1 có kích thước khổng lồ nhưng lại có hành vi quang học khác thường: lớp khí bao quanh quá dày, hấp thụ phần lớn ánh sáng ở các bước sóng cụ thể, tạo ra những vạch hấp thụ sâu bất thường.

Ý nghĩa đối với vũ trụ học hiện đại

Phát hiện này mở ra một hướng nghiên cứu mới về cách các lỗ đen siêu khối lượng hình thành trong vũ trụ sơ khai. Thay vì phải trải qua quá trình bồi tụ kéo dài hàng tỷ năm, các ngôi sao lỗ đen có thể là "hạt giống" giúp vũ trụ hình thành các lỗ đen trung tâm thiên hà ngay từ giai đoạn rất sớm.

Với người Việt quan tâm đến thiên văn học, đây là một minh chứng nữa cho thấy JWST — dự án hợp tác quốc tế giữa NASA, ESA và CSA (Cơ quan Vũ trụ Canada) — đang thay đổi hoàn toàn cách chúng ta hiểu về vũ trụ. Các dữ liệu công khai từ kính viễn vọng này cũng mở ra cơ hội cho các nhà nghiên cứu trẻ tại Việt Nam tham gia phân tích và khám phá thêm những hiện tượng tương tự.

Nghiên cứu mới chỉ dừng ở việc kiểm chứng giả thuyết trên một vật thể duy nhất. Tuy nhiên, nếu được xác nhận trên nhiều mẫu khác, khái niệm "ngôi sao lỗ đen" sẽ trở thành một mảnh ghép quan trọng trong bức tranh hình thành vũ trụ mà nhân loại đang từng ngày tái dựng lại.