“Quái vật” nặng gấp 2 tỉ lần Mặt Trời hiện về từ nơi vũ trụ bắt đầu

Sự xuất hiện không mong đợi của “ quái vật” PJ308-21 trong dữ liệu của James Webb đã làm đảo lộn các lý thuyết vũ trụ học lâu đời.

Ánh sáng rực rỡ từ PJ308-21, một chuẩn tinh “quái vật”, đã “xuyên không” từ vùng quá khứ chưa đầy 1 tỉ năm sau Vụ nổ Big Bang, tức sự kiện khai sinh vũ trụ 13,8 tỉ năm trước.

Một tỉ năm hậu Big Bang là thời kỳ mang tên “Bình minh vũ trụ”, nơi các lý thuyết vũ trụ học lâu đời cho rằng là một vùng không gian đơn điệu với những thiên hà, lỗ đen bé nhỏ, đơn sơ vừa mới ra đời từ vùng hỗn mang.

Nhưng dòng thời gian đã bị đảo lộn bởi PJ308-21 nặng gấp 2 tỉ lần Mặt Trời.

Ảnh minh họa về một chuẩn tinh với 2 thiên hà nhỏ đang chuẩn bị sáp nhập với thiên hà của nó – Ảnh AI: ANH THƯ

Chuẩn tinh thật ra là một lỗ đen cải trang. Nó đang trong quá trình nuốt vật chất điên cuồng nên trông sáng như một vì tinh tú trên bầu trời.

Hình ảnh mà kính viễn vọng không gian mạnh nhất thế giới James Webb bắt được về PJ308-21 không phải của hiện tại. Bởi ánh sáng cần một độ trễ tương đương với khoảng cách để đi đến Trái Đất.

Trong trường hợp này, James Webb đã nhìn xa hàng tỉ năm nên ghi lại nguyên vẹn hình ảnh về vật thể này hàng tỉ năm trước, trong trạng thái và vị trí nó từng tồn tại trong quá khứ.

Trong khoảnh khắc về PJ308-21 mà kính viễn vọng ghi lại chuẩn tinh này đang tiếp tục lớn lên nhờ một vụ sáp nhập của thiên hà chứa nó và 2 thiên hà vệ tinh.

Hình ảnh về chuẩn tinh cổ đại trong dữ liệu James Webb – Ảnh: NASA

Sự hợp nhất của 2 thiên hà có khả năng cung cấp cho lỗ đen quái vật – chuẩn tinh này một lượng lớn khí và bụi, tạo điều kiện cho hố đen phát triển và tiếp tục cung cấp năng lượng cho PJ308-21.

Đáng ngạc nhiên hơn, cả chuẩn tinh và 2 thiên hà đang trên đường sáp nhập với thiên hà chứa chuẩn tinh đều đã ở mức độ tiến hóa cao, điều đáng lẽ chỉ có thể xảy ra hàng tỉ năm sau đó, chứ không phải khi vũ trụ còn “sơ sinh”.

Theo TS Roberto Decarli từ Viện Vật lý thiên văn Quốc gia Ý (INAF), tác giả chính, cho biết các vật thể trên vẫn đang trong quá trình phát triển cực kỳ hiệu quả và hỗn loạn nhờ vào môi trường thiên hà phong phú mà các nguồn này hình thành.

PJ308-21 giàu kim loại, còn khí và bụi xung quanh nó đang bị “quang ion hóa” – quá trình mà các hạt photon,cung cấp năng lượng mà các electron cần để thoát khỏi nguyên tử, tạo ra các ion tích điện.

Một trong những thiên hà đang hợp nhất với thiên hà chính PJ308-21 cũng giàu kim loại và vật chất của nó cũng đang được ion hóa một phần bởi bức xạ điện từ từ chuẩn tinh.

Quá trình quang ion hóa cũng đang diễn ra trong thiên hà vệ tinh thứ hai, nhưng được tạo ra bởi một đợt hình thành sao nhanh chóng.

Tất cả những quan sát nói trên – cũng như một số bằng chứng tương tự khác về những thiên hà hay lỗ đen quá lớn so với dự kiến trong vài tỉ năm đầu của vũ trụ – đều là bằng chứng rõ ràng cho thấy nhân loại có thể phải viết lại lịch sử của thời kỳ Bình minh vũ trụ.

Đó có thể không phải một thế giới sơ khai như niềm tin bấy lâu, mà là nơi các vật thể có thể từng phát triển nhanh chóng hơn ngày nay rất nhiều.

Và vũ trụ có thể đã không lớn lên theo những nấc thang đều đặn, mà cũng chập chùng và phức tạp như cách sự sống Trái Đất tiến hóa.