Mô tả của một nghệ sĩ về thiên hà sáng nhất được biết đến, WISE J224607.57−052635.0 và ba thiên hà đồng hành mà nó đang tước bỏ vật liệu.
(Ảnh: © NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello)
Thiên hà sáng nhất được biết đến dường như đã nuốt chửng ba thiên hà nhỏ hơn cùng một lúc, tiết lộ chi tiết về lý do tại sao nó tỏa sáng rực rỡ như vậy.
Phát hiện này có thể giúp giải thích làm thế nào các lỗ đen khổng lồ đằng sau những màn trình diễn ánh sáng phi thường như vậy đạt đến kích thước cực lớn sớm trong lịch sử vũ trụ, theo nghiên cứu mới.
Các hố đen siêu lớn với khối lượng hàng triệu đến hàng tỷ lần so với mặt trời được cho là ẩn nấp tại các trung tâm của hầu hết, nếu không nói là tất cả, các thiên hà. Khi những người khổng lồ này nuốt chửng vật chất, nghiên cứu trước đây cho thấy họ giải phóng một lượng ánh sáng cực lớn và có khả năng là động lực đằng sau các quasar - máy phát điện sáng chói là một trong những vật thể sáng nhất trong vũ trụ. [Kìa Quasar hùng mạnh: Khoa học đằng sau những ngọn hải đăng thiên hà này]
Các nhà thiên văn học có thể nhìn thấy các quasar tỏa sáng từ các góc xa nhất của vũ trụ, khiến chúng nằm trong số những vật thể xa nhất được biết đến. Các quasar xa nhất cũng là các quasar sớm nhất được hình thành trong vũ trụ - một quasar càng ở xa thì ánh sáng của nó càng mất nhiều thời gian để đến Trái đất.
Giải thích làm thế nào các lỗ đen có thể nuốt chửng đủ vật chất để đạt kích cỡ siêu lớn trong lịch sử vũ trụ đã chứng tỏ là thách thức cực kỳ lớn đối với các nhà khoa học. Do đó, các nhà nghiên cứu muốn kiểm tra càng nhiều chuẩn tinh càng sớm càng tốt để tìm hiểu thêm về sự tăng trưởng của chúng.
Đối với nghiên cứu mới này, các nhà khoa học đã tập trung vào quasar WISE J224607.57−052635.0, nằm cách Trái đất khoảng 25 tỷ năm ánh sáng. Thiên hà này tương đối nhỏ - chỉ rộng khoảng một phần mười so với Dải Ngân hà, tác giả chính của nghiên cứu Tanio Díaz Santos, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Diego Portales ở Santiago, Chile, nói với Space.com.
Tuy nhiên, quasar nhỏ, bụi bặm này là thiên hà sáng nhất được biết đến. Nó sáng rực hơn khoảng 10.000 lần so với Dải Ngân hà và sáng hơn 100 nghìn tỷ lần so với mặt trời, đồng tác giả nghiên cứu Andrew Blain, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Leicester ở Anh, nói với Space.com.
WISE J224607.57−052635.0 cũng là một trong những quasar được biết đến sớm nhất, có niên đại 12,4 tỷ năm, chỉ 1,3 tỷ năm sau khi vũ trụ được sinh ra trong Vụ nổ lớn. Các nhà nghiên cứu cho biết, WISE J224607.57−052635.0 và các anh em của nó được gọi chung là các thiên hà nóng, bị che khuất bởi bụi, hay gọi tắt là các DOG nóng.
Các nhà khoa học đã phân tích WISE J224607.57−052635.0 bằng kính viễn vọng Atacama Large Millimét / milimét Array (ALMA) ở Chile và Mảng rất lớn Karl G. Jansky ở New Mexico. Họ đã trình bày chi tiết những phát hiện của họ trực tuyến hôm nay (15/11) trên tạp chí Science.
Nhóm của Blain đã phát hiện ra ba thiên hà nhỏ được liên kết với quasar thông qua những cây cầu chứa nhiều bụi carbon tương tự như bồ hóng diesel. "Những thiên hà và cây cầu này trải dài trên một vùng không gian xung quanh W2246 phù hợp với kích thước xấp xỉ của Dải Ngân hà", Blain nói.
Chỉ riêng lượng bụi trong quasar đã bằng tới 1,7 tỷ lần khối lượng mặt trời và các thiên hà vệ tinh của nó chứa ít nhất là nhiều bụi. "Chúng tôi tin rằng đây là phát hiện đầu tiên về các bộ truyền phát bụi kết nối các thiên hà trong một sự kiện sáp nhập nhiều vào thời điểm vũ trụ sớm như vậy", Díaz nói.
Các nguyên tố trong bụi này được tạo ra và phân tán xung quanh các thiên hà bằng các phản ứng hạt nhân bên trong các ngôi sao khổng lồ. Điều này cho thấy rằng khí nhìn thấy xung quanh chuẩn tinh này có liên quan đến sự hình thành sao trước khi ánh sáng bùng phát mạnh mẽ của nó, một phát hiện có thể giúp làm sáng tỏ cách khí và bụi giúp xây dựng các thiên hà, Blain nói.
Các nhà nghiên cứu cho rằng sự hợp nhất giữa các thiên hà và các bạn đồng hành nhỏ hơn có thể không chỉ cung cấp nguyên liệu thô để cung cấp năng lượng cho các quasar sáng mà còn cung cấp một lượng lớn bụi để che khuất nó. Như vậy, những phát hiện này có thể giúp giải thích sự xuất hiện của những thiên hà sáng chói, bụi bặm này trong lịch sử vũ trụ, họ nói.
