Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra 83 quasar được cung cấp bởi các lỗ đen siêu lớn được hình thành khi vũ trụ chỉ còn 5% so với tuổi hiện tại.
Các nhà thiên văn học từ Nhật Bản, Đài Loan và Đại học Princeton đã phát hiện ra 83 quasar được cung cấp bởi các lỗ đen siêu lớn trong vũ trụ xa xôi, từ thời điểm vũ trụ chưa đến 10% so với thời đại hiện nay.
Michael Strauss, giáo sư khoa học vật lý thiên văn tại Đại học Princeton, một trong những đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Điều đáng chú ý là các vật thể dày đặc như vậy có thể hình thành ngay sau Vụ nổ lớn”. “Hiểu làm thế nào các lỗ đen có thể hình thành trong vũ trụ sơ khai, và mức độ phổ biến của chúng, là một thách thức đối với các mô hình vũ trụ của chúng ta.”
Phát hiện này làm tăng đáng kể số lượng lỗ đen được biết đến ở kỷ nguyên đó và lần đầu tiên tiết lộ mức độ phổ biến của chúng trong lịch sử vũ trụ. Ngoài ra, nó cung cấp cái nhìn sâu sắc mới về tác động của các lỗ đen đối với trạng thái vật lý của khí trong vũ trụ sơ khai trong một tỷ năm đầu tiên. Nghiên cứu này xuất hiện trong một loạt năm bài báo được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn và Ấn phẩm của Đài thiên văn Thiên văn Nhật Bản .
Các lỗ đen siêu lớn, được tìm thấy tại trung tâm của các thiên hà, có thể nặng gấp hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ lần so với mặt trời. Trong khi chúng phổ biến ngày nay, không rõ khi nào chúng mới hình thành và có bao nhiêu tồn tại trong vũ trụ sơ khai xa xôi. Một lỗ đen siêu lớn trở nên hữu hình khi khí tích tụ vào nó, khiến nó tỏa sáng như một “chuẩn tinh”. Các nghiên cứu trước đây chỉ nhạy cảm với các quasar rất hiếm, phát sáng nhất và do đó, các lỗ đen lớn nhất. Những khám phá mới thăm dò dân số của các quasar mờ hơn, được cung cấp bởi các lỗ đen với khối lượng tương đương với hầu hết các lỗ đen được thấy trong vũ trụ ngày nay.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu được lấy bằng một thiết bị tiên tiến, “Hyper Suprime-Cam” (HSC), được gắn trên Kính viễn vọng Subaru của Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản, nằm trên đỉnh Maunakea ở Hawaii. HSC có tầm nhìn trường khổng lồ – rộng 1,77 độ, hoặc gấp bảy lần diện tích của mặt trăng được đặt trên một trong những kính viễn vọng lớn nhất thế giới. Nhóm HSC đang khảo sát bầu trời trong suốt 300 đêm thời gian của kính viễn vọng, trải dài trong năm năm.
Nhóm đã chọn các ứng cử viên chuẩn tinh từ dữ liệu khảo sát HSC nhạy cảm. Sau đó, họ đã thực hiện một chiến dịch quan sát chuyên sâu để thu được quang phổ của những ứng cử viên đó, sử dụng ba kính viễn vọng: Kính thiên văn Subaru; Gran telescopio Canarias trên đảo La Palma ở Canaries, Tây Ban Nha; và Kính thiên văn Nam Gemini ở Chile. Cuộc khảo sát đã tiết lộ 83 quasar rất xa chưa biết trước đây. Cùng với 17 quasar đã được biết đến trong khu vực khảo sát, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng có khoảng một lỗ đen siêu lớn trên mỗi khối ánh sáng – nói cách khác, nếu bạn chia vũ trụ thành các khối tưởng tượng là một tỷ năm ánh sáng ở một bên, mỗi bên sẽ giữ một lỗ đen siêu lớn.
Mẫu quasar trong nghiên cứu này cách Trái đất khoảng 13 tỷ năm ánh sáng; nói cách khác, chúng ta đang nhìn thấy chúng khi chúng tồn tại 13 tỷ năm trước. Khi Vụ nổ lớn xảy ra cách đây 13,8 tỷ năm, chúng ta đang quay ngược thời gian một cách hiệu quả, nhìn thấy các quasar và hố đen siêu lớn này khi chúng xuất hiện chỉ khoảng 800 triệu năm sau khi tạo ra vũ trụ (được biết đến).
Người ta chấp nhận rộng rãi rằng hydro trong vũ trụ đã từng là trung tính, nhưng đã được “tái tạo” – tách thành các proton và electron thành phần của nó vào khoảng thời gian thế hệ đầu tiên của các ngôi sao, thiên hà và các lỗ đen siêu lớn được sinh ra, trong vài trăm triệu năm đầu tiên sau Vụ nổ lớn. Đây là một cột mốc quan trọng của lịch sử vũ trụ, nhưng các nhà thiên văn học vẫn không biết điều gì đã cung cấp lượng năng lượng đáng kinh ngạc cần thiết để gây ra sự tái hợp. Một giả thuyết hấp dẫn cho thấy rằng có nhiều quasar trong vũ trụ sơ khai hơn so với phát hiện trước đây và chính bức xạ tích hợp của chúng đã tái hiện vũ trụ.
“Tuy nhiên, số lượng các quasar mà chúng tôi quan sát thấy cho thấy đây không phải là trường hợp”, Robert Lupton, một tiến sĩ năm 1985 của Princeton. cựu sinh viên là một nhà khoa học nghiên cứu cao cấp trong khoa học vật lý thiên văn. “Số lượng các quasar nhìn thấy là ít hơn đáng kể để giải thích sự tái hợp.” Do đó, quá trình tái tạo được gây ra bởi một nguồn năng lượng khác, rất có thể là nhiều thiên hà bắt đầu hình thành trong vũ trụ trẻ.
Nghiên cứu hiện tại được thực hiện nhờ khả năng khảo sát hàng đầu thế giới của Subaru và HSC. Yoshiki Matsuoka, cựu nhà nghiên cứu sau tiến sĩ của Princeton tại Đại học Ehime, Nhật Bản, cho biết: “Các quasar mà chúng tôi phát hiện sẽ là một chủ đề thú vị để theo dõi thêm các cơ sở hiện tại và tương lai”. “Chúng tôi cũng sẽ tìm hiểu về sự hình thành và phát triển sớm của các lỗ đen siêu lớn, bằng cách so sánh mật độ số đo và phân bố độ sáng với các dự đoán từ các mô hình lý thuyết.”
Dựa trên kết quả đạt được cho đến nay, nhóm nghiên cứu đang mong muốn tìm ra những hố đen xa hơn và khám phá ra khi lỗ đen siêu lớn đầu tiên xuất hiện trong vũ trụ.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Princeton . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.