Phát hiện chuẩn tinh kép trong thiên hà hợp nhất

Các quan sát từ kính viễn vọng không gian Hubble tiết lộ hai chuẩn tinh kép đặc biệt hiếm trong vũ trụ sơ khai.

Chuẩn tinh là những thiên thể mạnh mẽ nhất trong vũ trụ. Chúng là phần lõi của các thiên hà xa xôi, được tạo ra khi một hố đen siêu lớn ở trung tâm "nuốt chửng" vật chất xung quanh và phát ra bức xạ cực mạnh. Vật thể giống sao này được cấp năng lượng bằng vật chất vô hạn và có thể tỏa sáng gấp 1.000 lần toàn bộ ngôi sao trong thiên hà chủ.

Đồ họa mô phỏng chuẩn tinh kép. (Video: NASA/ESA/J. Olmsted (STScI)).

Trong khi đó, "chuẩn tinh kép" là thuật ngữ chỉ những cặp chuẩn tinh ở gần nhau đến mức trông giống như một vật thể nếu quan sát từ Trái đất. Chúng thường là kết quả của sự kiện hợp nhất thiên hà. Những hệ thống như vậy đặc biệt hiếm và khó quan sát. Đến nay, mới chỉ có hơn 100 chuẩn tinh kép được biết đến.

"Chúng tôi ước tính rằng trong vũ trụ xa xôi, cứ 1.000 chuẩn tinh mới có một chuẩn tinh kép. Việc tìm kiếm chúng giống như mò kim đáy bể", nhà thiên văn học Yue Shen từ Đại học Illinois của Mỹ nhấn mạnh.

Trong một nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Nature Astronomy trong tháng 4, Shen cùng các cộng sự đã báo cáo phát hiện không chỉ một mà là hai chuẩn tinh kép trong các thiên hà hợp nhất cách xa khoảng 10 tỷ năm ánh sáng. Chúng được đặt tên là J0749+2255 và J0841+4825.

Ảnh chụp từ kính Hubble tiết lộ hai chuẩn tinh kép trong vũ trụ sơ khai. (Ảnh: NASA/ESA).

"Đây thực sự là những mẫu chuẩn tinh kép đầu tiên từ kỷ nguyên cực đại của sự hình thành thiên hà mà chúng ta có thể sử dụng để thăm dò lý thuyết về cách các hố đen siêu khối lượng hợp nhất với nhau", thành viên nhóm nghiên cứu Nadia Zakamska từ Đại học Johns Hopkins ở Maryland cho biết.

Quan sát từ kính Hubble cho thấy các chuẩn tinh trong mỗi cặp chỉ cách nhau khoảng 10.000 năm ánh sáng. Để so sánh, Mặt trời của chúng ta cách hố đen siêu khối lượng ở trung tâm dải Ngân Hà 26.000 năm ánh sáng.

Các nhà thiên văn học đưa ra giả thuyết rằng chuẩn tinh kép có nhiều nhất cách đây 10 tỷ năm, khi vũ trụ vẫn còn non trẻ. Lý do là bởi có rất nhiều vụ sáp nhập thiên hà vào thời điểm đó, cung cấp vật chất cho các hố đen siêu lớn ở trung tâm. Khi các thiên hà chủ kết thúc quá trình hợp nhất, chuẩn tinh kép cũng có thể kết hợp lại, tạo thành một hố đen duy nhất có kích thước lớn hơn.

Hiện nay, Hubble là kính thiên văn duy nhất có độ phân giải đủ sắc nét để nhìn vào vũ trụ sơ khai và phân biệt hai đốm ánh sáng khác nhau trong chuẩn tinh kép. Nhóm nghiên cứu hy vọng các kính viễn vọng không gian tiên tiến trong tương lai như James Webb có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về hệ thống này.

• Tại sao bay từ Đông sang Tây trên máy bay lại lâu hơn?
• Carl Gauss: Hoàng tử toán học giải bài toán cổ có lịch sử hơn 2000 năm chỉ trong một đêm
• Mất bao lâu để đi bộ vòng quanh Mặt trăng?