Phát hiện luồng phóng xạ khổng lồ rộng 200.000 năm ánh sáng từ vũ trụ sơ khai

Các nhà thiên văn học vừa phát hiện một "con quái vật" cổ đại thực sự: Luồng phóng xạ vô có độ tuyến rộng ước tính lên tới 200.000 năm ánh sáng, được cho là đã xuất hiện từ khi vũ trụ mới hình thành chưa đầy 10% so với tuổi hiện tại. Thông qua những quan sát chuyên sâu bằng hệ thống kính thiên văn Gemini North và kính viễn vọng không gian Hubble, các nhà thiên văn học đang nghiên cứu luồng phóng xạ này để tìm hiểu phương thức những hố đen siêu lớn giải phóng nguồn năng lượng khổng lồ, cũng như cách chúng hình thành trong vũ trụ sơ khai.

Luồng phóng xạ này được đặt tên là J1601+310, sở hữu hai điểm (hoặc thùy) tỏa ra từ một điểm trung tâm và trải rộng gấp đôi kích thước của toàn bộ thiên hà chúng ta (dải Ngân hà). Điều này biến nó trở thành luồng phóng xạ vô tuyến lớn nhất từng được quan sát thấy trong vũ trụ sơ khai. Tại trung tâm của luồng phóng xạ có một vật thể gọi là chuẩn tinh (quasar). Đây về cơ bản là phần lõi cực sáng của một thiên hà, còn có tên gọi khác là hạt nhân thiên hà hoạt động (AGN), chứa một hố đen siêu lớn ở trung tâm.

“Chúng tôi đang tìm kiếm các chuẩn tinh có luồng phóng xạ vô tuyến mạnh trong vũ trụ sơ khai, điều này giúp hiểu rõ hơn về cách thức và thời điểm những luồng phóng xạ đầu tiên hình thành, cũng như tác động của chúng đến sự tiến hóa của các thiên hà,” Anniek Gloudemans, nhà nghiên cứu chính của dự án tại NOIRLab thuộc Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, giải thích.

Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng luồng phóng xạ này được hình thành khi vũ trụ chưa đầy 1,2 tỷ năm tuổi — và để so sánh, vũ trụ hiện nay khoảng 13,8 tỷ năm tuổi. Mặc dù nhiều người có thể nghĩ rằng cần một hố đen siêu lớn để tạo ra một luồng phóng xạ khổng lồ, nhưng dường như điều này không hoàn toàn đúng. Hố đen nằm ngay trung tâm của luồng phóng xạ này lại có kích thước nhỏ hơn so với các chuẩn tinh khác.

“Thực tế thú vị là chuẩn tinh tạo ra luồng phóng xạ vô tuyến khổng lồ này không có khối lượng hố đen cực lớn so với các chuẩn tinh khác, Điều này dường như chỉ ra rằng bạn không nhất thiết cần một hố đen có khối lượng cực lớn hoặc tốc độ hút vật chất cao để tạo ra những luồng phóng xạ mạnh mẽ như vậy trong vũ trụ sơ khai”.

Các nhà nghiên cứu hiện vẫn chưa chắc chắn tại sao hố đen tương đối nhỏ này lại có thể tạo ra một luồng phóng xạ lớn đến vậy. Hoặc tại sao các hố đen tương tự khác không tạo ra những luồng phóng xạ lớn của riêng chúng. Việc quan sát được những luồng phóng xạ rất lớn trong vũ trụ sơ khai là cực kỳ hiếm, vì vậy việc có được thêm thông tin về thời điểm những luồng phóng xạ đầu tiên hình thành là vô cùng quý giá.

Mặc dù có kích thước khổng lồ, luồng phóng xạ mới được phát hiện này nằm ở khoảng cách cực kỳ xa, vì vậy các nhà nghiên cứu phải sử dụng dữ liệu từ cả kính thiên văn mặt đất và kính thiên văn không gian để nghiên cứu. “Vì vật thể này quá đặc biệt nên chúng ta mới có thể quan sát thấy từ Trái Đất, dù nó thực sự rất xa. Vật thể này cho thấy những gì chúng ta có thể khám phá bằng cách kết hợp sức mạnh của nhiều kính thiên văn hoạt động ở các bước sóng khác nhau”.