Chúng ta cần nói về thời kỳ đen tối. Không, khôngnhững, cái đó thời kỳ đen tối sau sự sụp đổ của đế chế La Mã phía tây. Và chúng ta cần nói về bình minh vũ trụ: sự ra đời của những ngôi sao đầu tiên đó, một thời đại hỗn loạn đã định hình lại hoàn toàn khuôn mặt vũ trụ thành hình dạng hiện đại.
Những ngôi sao đầu tiên đó có thể hoàn toàn không giống bất cứ thứ gì chúng ta thấy trong vũ trụ hiện tại. Và chúng ta có thể, nếu chúng ta may mắn, lần đầu tiên được nhìn thấy họ.
Đầu tiên chúng ta cần thiết lập một chút bí ẩn.
Chúng ta đều biết bây giờ lỗ đen xuất hiện như thế nào. Một ngôi sao khổng lồ, ở đâu đó phía bắc gấp tám lần khối lượng mặt trời của chúng ta, sống cuộc sống ngắn ngủi nhưng có thể dự đoán được của nó, nung chảy hydro thành helium. Sau đó, nó hết hydro và bắt đầu nung chảy helium. Sau đó, nó hết helium và bắt đầu đốt những thứ nặng hơn, đi lên bảng tuần hoàn cho đến khi nó chạm vào sắt. Hợp nhất sắt hút năng lượng thay vì giải phóng năng lượng, và vì vậy không gì có thể ngăn chặn sự sụp đổ lực hấp dẫn khủng khiếp của ngôi sao. Mọi thứ bị ép xuống thành một khối nhỏ, và bây giờ bạn có một lỗ đen.
Theo thời gian, lỗ đen có thể gặp và tiêu thụ các lỗ đen khác, hoặc chỉ mút vào vật liệu liên sao xung quanh, làm tăng sự căng thẳng mọi lúc. Cho đủ thời gian và đủ thức ăn, lỗ đen có thể phình to để trở thành người khổng lồ - một người khổng lồ siêu lớn. Những sinh vật này ẩn nấp trong trái tim của các thiên hà và dễ dàng vượt qua quy mô với số lượng lớn gấp hàng triệu lần so với khối lượng mặt trời của chúng ta.
Vật liệu mới tiếp tục rơi vào - chỉ vì lỗ đen khổng lồ không có nghĩa là cơn đói của nó bị ảnh hưởng - và khi khí rơi vào lỗ hổng của lỗ đen, nó nén và nóng lên, phát sáng hơn giá trị của một thiên hà sao. Vật thể này có một số tên - quasar, blazar, hạt nhân thiên hà hoạt động - nhưng tất cả đều có cùng một ý nghĩa: một lỗ đen khổng lồ làcho ăn.
Rằng tất cả đều tốt, tốt và hơi đáng sợ, nhưng đây là một vấn đề. Chúng ta thấy các quasar trong vũ trụ rất xa, có nghĩa là chúng ta thấy các quasar trong chínhtrẻ vũ trụ, khi nó thậm chí chưa được một tỷ năm tuổi (vâng, đó là tuổi trẻ cho một vũ trụ). Và quá trình tôi vừa mô tả ở trên (hình thành những ngôi sao lớn, để chúng sống và chết, tạo ra một lỗ đen, để nó ăn theo tỷ lệ khổng lồ) mất nhiều thời gian hơn một tỷ năm.
Làm thế nào mà vũ trụ của chúng ta tạo ra những hố đen quái vật nhanh như vậy?
Nếu ngôi sao thông thường-> lỗ đen-> tuyến đường quasar dường như không hoạt động trong vũ trụ sơ khai, thì đó là khoảng thời gian để xem xét các phương án. Phím tắt. Các tuyến đường nhanh hơn để tạo ra các lỗ đen lớn mà nhu cầu quan sát của chúng tôi tồn tại. Và cách nhanh nhất để tạo ra một lỗ đen siêu lớn là bắt đầu với một ngôi sao siêu lớn.
Làm thế nào siêu lớn? Làm thế nào khoảng 100.000 khối lượng mặt trời, là đủ lớn cho bạn?
Những ngôi sao như thế chỉ đơn giản là don tồn tại trong vũ trụ ngày nay. Nếu bạn cố gắng nhồi nhét tất cảđồ đạc thành một khối lượng đủ nhỏ gọn để biến nó thành một ngôi sao, các tương tác và sự không ổn định sẽ phân chia nó giống như rất nhiều bột bánh quy vụn trong tay bạn, tạo thành rất nhiều ngôi sao bình thường thay vì một con quái vật. Đây là lý do tại sao chúng tôi nghĩ rằng các ngôi sao trên 100 khối lượng mặt trời, trong khi có thể, cực kỳ hiếm ngày nay.
Nhưng thời đại của Bình minh vũ trụ là một thời điểm khác. Đối với một người, chưa có yếu tố nặng nào tồn tại - các lò rèn hạt nhân đã không hoạt động đủ lâu để gây ô nhiễm các tuyến đường thủy liên sao. Bức xạ từ các yếu tố phụ đó là một cách tuyệt vời để hạ nhiệt đám mây khí và kích hoạt sự phân mảnh của nó thành các phần nhỏ hơn. Thứ hai, vũ trụ trẻ tràn ngập bức xạ cực tím năng lượng cao từ sự ra đời đột ngột của những ngôi sao nhỏ hơn khác. Bức xạ này phá vỡ hydro phân tử, một con đường quan trọng khác để hạ nhiệt và phân mảnh một đám mây khí khổng lồ.
Vì vậy, một lần nữa hiếm gặp, các điều kiện có thể đã đúng vào cuối thời kỳ đen tối của vũ trụ để hình thành những ngôi sao khổng lồ và thậm chí siêu lớn: đủ vật chất có thể chảy thành một thể tích đủ nhỏ mà không tách ra, sinh ra một ngôi sao khổng lồ.
Những ngôi sao khổng lồ này sẽ sống trong những cuộc đời ngắn ngủi và sụp đổ trực tiếp để tạo thành những hố đen lớn, rút ngắn tuyến đường thông thường để tạo ra các quasar.
Điều này nghe có vẻ là một ý tưởng tuyệt vời, nhưng trong khoa học, những ý tưởng tuyệt vời cần phải đối đầu với bằng chứng trước khi chúng ta có thể bắt đầu tin vào chúng. Trong trường hợp này, sẽ rất tiện nếu có một bức ảnh của một trong những ngôi sao khổng lồ này trước chúng biến thành hố đen và sau đó thành quasar.
Tuy nhiên, điều đó rất khó khăn vì tuổi mà những ngôi sao này sống và chết cách chúng ta rất xa. Và những ngôi sao đó, mặc dù vẫn khổng lồ theo tiêu chuẩn của sao, rất nhỏ, khiến chúng càng khó phát hiện hơn ở những khoảng cách cực xa này.
Nhưng lần đầu tiên chúng ta có thể có được một kỳ nghỉ may mắn. Mô phỏng gần đây của những ngôi sao kỳ lạ này tiết lộ rằng chúng rất mát mẻ đáng kinh ngạc, có nhiệt độ bề mặt ở khoảng 6.000-8000 Kelvin, khiến bề mặt của chúng phát sáng màu đỏ dữ dội. Và do số lượng lớn đáng kinh ngạc của chúng, chúng rất sáng, phát sáng với cường độ mười tỷ mặt trời. Sự kết hợp giữa độ sáng tuyệt đối và màu đỏ đậm có nghĩa là chúng có khả năng nhìn thấy được trong các bước sóng hồng ngoại cho một số nhiệm vụ sắp tới.
Các nhiệm vụ như Kính viễn vọng Không gian James Webb, một thiết bị được thiết kế đặc biệt để săn lùng những ngôi sao đầu tiên. Nếu những ngôi sao siêu nhiên tồn tại trong những thời đại lâu đời đó, và nếu một vài trong số chúng đủ may mắn sống sót trong thời đại mà anh em của chúng đã bắt đầu biến thành những hố đen quái vật, đặt chúng gần hơn một chút, chúng ta có thể trực tiếp nhìn thấy chụp ảnh của họ.
Thật là một cảnh tượng.
Đọc thêm: Nhận xét về sự phát hiện của các ngôi sao nguyên thủy
