Một sự kiện vũ trụ hiếm hoi và đáng chú ý đã được phát hiện bởi các đài quan sát tia X trên Trái Đất, mang lại bằng chứng về sự tồn tại của một loại “quái vật vũ trụ” bí ẩn. Các nhà khoa học đã phát hiện ra một nguồn tia X mạnh, được chỉ định là HLX-1, nằm trong một thiên hà cách Trái Đất khoảng 450 triệu năm ánh sáng. Sự kiện này là kết quả của một hiện tượng được gọi là “gián đoạn thủy triều” (TDE), khi một lỗ đen có khối lượng trung bình thức giấc và bắt đầu phá vỡ một ngôi sao.

Lỗ đen này được cho là có khối lượng trung gian, nằm giữa lỗ đen siêu khối lượng và lỗ đen có khối lượng sao, với khối lượng ước tính gấp 100-100.000 lần khối lượng của Mặt Trời. Mặc dù sự tồn tại của loại lỗ đen này đã được đề xuất trong các lý thuyết, nhưng nó chưa bao giờ được quan sát trực tiếp. Việc phát hiện ra HLX-1 đã cung cấp một cơ hội hiếm có để nghiên cứu loại lỗ đen này.

Sự kiện HLX-1 lần đầu tiên được quan sát vào năm 2009, sau đó nó tăng độ sáng gấp 100 lần vào năm 2012 và giảm độ sáng vào năm 2023. Các nhà khoa học tin rằng lỗ đen này có thể đã liên kết với một ngôi sao khổng lồ và đang dần dần “ăn thịt” ngôi sao đó, dẫn đến các vụ bùng nổ lặp đi lặp lại. Những quan sát này đã đặt ra nhiều câu hỏi về bản chất của lỗ đen và sự tương tác của nó với môi trường xung quanh.

Các nhà nghiên cứu hiện đang chờ đợi để xem liệu HLX-1 có tiếp tục bùng phát hay không, và nếu có, liệu nó có đạt đến một đỉnh điểm trước khi giảm dần và biến mất. Theo nhà thiên văn học Roberto Soria thuộc Viện Vật lý thiên văn quốc gia Ý, đồng tác giả của nghiên cứu, “Bây giờ chúng ta cần chờ xem liệu nó có bùng phát nhiều lần không, hay có một điểm khởi đầu, một đỉnh điểm, và bây giờ nó sẽ giảm dần cho đến khi biến mất”.

Phát hiện này mang lại hy vọng mới cho việc nghiên cứu về sự hình thành của lỗ đen siêu khối lượng và giúp giải đáp các bí ẩn lâu đời về vũ trụ. Thông qua việc nghiên cứu các sự kiện như HLX-1, các nhà khoa học có thể thu thập thêm thông tin về chu trình sống của các ngôi sao và lỗ đen, cũng như sự tương tác giữa chúng. Từ đó, con người có thể có cái nhìn sâu sắc hơn về vũ trụ và các hoạt động diễn ra trong đó.

Một nghiên cứu mới đây đã công bố phát hiện về vụ va chạm giữa hai hố đen với quy mô lớn nhất từ trước đến nay, được ký hiệu là GW231123. Sự kiện này được coi là vụ hợp nhất hố đen lớn nhất từng được ghi nhận, với mỗi hố đen có khối lượng gấp hàng trăm lần khối lượng Mặt Trời. Vụ va chạm này đã được phát hiện bởi nhóm các nhà thiên văn học khi sử dụng Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser (LIGO).

Những gợn sóng mờ nhạt trong không-thời gian sinh ra từ vụ va chạm giữa hai hố đen đã được quan sát thấy. Các nhà vật lý gọi những gợn sóng này là sóng hấp dẫn. Sóng hấp dẫn đã được dự đoán bởi Albert Einstein vào năm 1915 trong thuyết tương đối rộng, nhưng ông cho rằng chúng quá yếu nên các công nghệ của con người chưa thể phát hiện. Tuy nhiên, đến năm 2016, LIGO lần đầu tiên ghi nhận được chúng trong một vụ va chạm giữa hai hố đen.

Kể từ lần phát hiện đầu tiên, LIGO cùng các thiết bị đồng hành, gồm Virgo ở Ý và KAGRA ở Nhật Bản, đã ghi nhận khoảng 300 vụ hợp nhất hố đen. Tuy nhiên, GW231123 là trường hợp đặc biệt trong số hơn 300 vụ hợp nhất đã được ghi nhận, không chỉ vì quy mô khổng lồ của vụ va chạm.

Các hố đen riêng lẻ này đặc biệt bởi chúng có khối lượng nằm trong khoảng mà các nhà khoa học không nghĩ rằng chúng được tạo ra từ cái chết của các ngôi sao. Chưa dừng lại ở đó, hai hố đen này còn có khả năng quay gần như với tốc độ tối đa cho phép về mặt vật lý.

GW231123 đặt ra một thách thức lớn đối với hiểu biết hiện tại của chúng ta về quá trình hình thành hố đen. Theo thuyết tương đối rộng của Einstein, lực hấp dẫn là sự uốn cong của không-thời gian, buộc các vật thể phải di chuyển theo những đường cong trong không gian.

Tuy nhiên, theo chuyên gia Mark Hannam, những sóng hấp dẫn này lại vô cùng yếu và các nhà khoa học đang gặp hạn chế về những thông tin chúng có thể cung cấp. Chẳng hạn, hiện vẫn chưa xác định được chính xác khoảng cách của GW231123 so với Trái Đất, nó có thể cách chúng ta tới 12 tỷ năm ánh sáng.

Tuy vậy, nhà khoa học Hannam cho biết nhóm nghiên cứu tự tin về khối lượng của hai hố đen, được ước tính lần lượt là gấp khoảng 100 và 140 lần khối lượng Mặt Trời. Những con số này đã khiến giới khoa học bối rối.

Có những cơ chế tiêu chuẩn hình thành hố đen, đó là khi một ngôi sao cạn nhiên liệu, chết và sụp xuống. Nhưng có một khoảng khối lượng mà các nhà khoa học cho rằng không thể hình thành hố đen theo cách đó và các hố đen trong GW231123 lại nằm chính giữa khoảng khối lượng đó.

Do đó, câu hỏi đặt ra là chúng được hình thành bằng cách nào? Điều đó khiến chúng trở nên vô cùng thú vị. Một đặc điểm đáng chú ý khác của GW231123 là tốc độ quay quanh nhau cực kỳ nhanh của hai hố đen.

Cho đến nay, phần lớn các hố đen mà chúng tôi phát hiện thông qua sóng hấp dẫn đều quay tương đối chậm. Điều này cho thấy GW231123 có thể được hình thành theo một cơ chế khác so với các vụ hợp nhất từng quan sát trước đó, hoặc cũng có thể là dấu hiệu cho thấy các mô hình hiện tại của chúng ta cần được điều chỉnh.

Theo Giáo sư Mark Hannam, tốc độ quay nhanh như vậy rất khó hình thành trong điều kiện thông thường nhưng lại củng cố giả thuyết rằng hai hố đen trong sự kiện này có thể đã trải qua những vụ hợp nhất trước đó vì hố đen từng hợp nhất thường có xu hướng quay nhanh hơn.

Các nhà khoa học đã xác nhận sự tồn tại của một hành tinh có thể sở hữu điều kiện lý tưởng để duy trì sự sống, đánh dấu một bước tiến quan trọng trong ngành thiên văn học. Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Nghiên cứu hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời Trottier (Canada), phối hợp với NASA, vừa công bố phát hiện hành tinh L98–59 f – một ‘siêu Trái Đất’ quay quanh sao lùn đỏ L98–59.

Hành tinh này nằm trong ‘vùng có thể ở được’ – khu vực mà nước lỏng có khả năng tồn tại trên bề mặt hành tinh, điều kiện tiên quyết cho sự sống như trên Trái Đất. Khoảng cách từ L98–59 f đến Trái Đất chỉ khoảng 35 năm ánh sáng, làm cho nó trở thành một trong những hành tinh quan trọng được phát hiện gần đây.

Ông Charles Cadieux, tác giả chính của nghiên cứu, nhận định rằng việc tìm ra một hành tinh ôn hòa trong một hệ sao nhỏ gọn là một bước tiến quan trọng. Nó minh chứng cho sự đa dạng phong phú của các hệ hành tinh bên ngoài Hệ Mặt Trời, đồng thời khẳng định tầm quan trọng của việc nghiên cứu những hành tinh quay quanh các sao lùn đỏ – loại sao phổ biến nhất trong vũ trụ.

Hệ sao L98–59 được phát hiện lần đầu vào năm 2019 với bốn hành tinh đã biết. Nhờ kết hợp thêm dữ liệu từ các đài quan sát dưới mặt đất và các phép đo chính xác hơn, các nhà khoa học giờ đây đã bổ sung hành tinh thứ năm – L98–59 f vào danh sách.

L98–59 f được phát hiện nhờ theo dõi những dao động rất nhỏ trong chuyển động của ngôi sao. Phương pháp này đòi hỏi công nghệ đo đạc cực kỳ chính xác và độ tin cậy cao. Các nhà nghiên cứu tính toán rằng lượng năng lượng mà L98–59 f nhận được từ sao chủ tương đương với mức năng lượng Trái Đất nhận từ Mặt Trời, củng cố thêm giả thiết rằng hành tinh này có thể sở hữu nước dạng lỏng và là ứng viên sáng giá cho sự sống ngoài Trái Đất.

Nhóm nghiên cứu cũng công bố thêm các thông tin quan trọng về bốn hành tinh còn lại trong hệ. Trong đó, L98–59 b – hành tinh gần sao chủ nhất, có kích thước bằng 84% Trái Đất và khối lượng bằng khoảng một nửa. Hai hành tinh tiếp theo trong hệ được cho là có địa chất tương đồng với vệ tinh Io của Sao Mộc – nơi nổi tiếng với hoạt động núi lửa mãnh liệt. Riêng hành tinh thứ tư có thể là một ‘thế giới nước’, với cấu trúc chứa phần lớn là chất lỏng.

Giáo sư René Doyon, một trong các đồng tác giả của nghiên cứu, cho rằng hệ hành tinh L98–59 cung cấp một cơ hội độc đáo để trả lời các câu hỏi nền tảng trong lĩnh vực nghiên cứu hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời. Với sự đa dạng về cấu trúc và đặc tính vật lý, L98–59 là một phòng thí nghiệm thiên nhiên lý tưởng để nghiên cứu cách mà các hành tinh loại siêu Trái Đất hoặc tiểu Hải Vương hình thành.

Nhóm nghiên cứu cho biết, sau bước phát hiện quan trọng này, họ sẽ tiếp tục sử dụng kính viễn vọng không gian James Webb – công cụ hiện đại nhất hiện nay để phân tích kỹ hơn thành phần khí quyển và bề mặt của các hành tinh trong hệ sao L98–59.

Việc phát hiện L98–59 f – hành tinh có khả năng hỗ trợ sự sống ở khoảng cách tương đối gần Trái Đất – không chỉ là bước tiến khoa học mà còn mở ra nhiều hy vọng về khả năng tồn tại sự sống ngoài hành tinh trong vũ trụ rộng lớn.

Một nhóm nghiên cứu quốc tế đã đạt được thành tựu đáng kể trong lĩnh vực khám phá vũ trụ khi phát hiện ra một vật thể song sinh đã chết của ngôi sao nổi tiếng Betelgeuse, thường được gọi là ‘quái vật sắp nổ’. Betelgeuse là một trong những ngôi sao lớn nhất và sáng nhất trên bầu trời Trái Đất, với khối lượng lớn hơn 16,5-19 lần so với Mặt Trời và bán kính lớn hơn 764 lần.

Betelgeuse hiện đang ở giai đoạn cuối cùng của vòng đời, được gọi là giai đoạn ‘sao khổng lồ đỏ’, và dự kiến sẽ nổ trong thời gian tới, có thể trong năm nay hoặc trong 100.000 năm tới. Ngoài ra, Betelgeuse cũng là một sao biến quang, với ánh sáng từ nó liên tục thay đổi theo thời gian. Các nhà khoa học đã và đang tìm hiểu nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi độ sáng này.

Sau một thời gian nghiên cứu, các nhà khoa học đã phát hiện ra thủ phạm của sự thay đổi độ sáng của Betelgeuse là một ‘bóng ma’ quay quanh ngôi sao này. ‘Bóng ma’ này có thể là thứ đôi khi cản bớt ánh sáng từ ngôi sao này chiếu đến Trái Đất. Đó là một ngôi sao song sinh, ra đời cùng lúc với Betelgeuse, nhưng đã chết từ rất lâu và trở nên rất mờ nhạt.

Ngôi sao chết này được đặt tên là Siwarha, có khối lượng gấp khoảng 1,6 lần Mặt Trời, quay quanh Betelgeuse với khoảng cách quỹ đạo là 4 đơn vị thiên văn và chu kỳ quỹ đạo là 5,94 năm. Phát hiện này đến từ các quan sát của Đài thiên văn Gemini, một hệ thống gồm 2 kính viễn vọng đặt tại Hawaii (Mỹ) và Chile.

Điều đáng chú ý là cặp vật thể khổng lồ này nằm cách Trái Đất tận 548 năm ánh sáng và Betelgeuse đã chết nên cực kỳ mờ nhạt. Tuy nhiên, phát hiện này đã mở ra một trang mới trong việc khám phá vũ trụ và hiểu rõ hơn về vòng đời của các ngôi sao. Việc nghiên cứu các ngôi sao như Betelgeuse và Siwarha giúp chúng ta có thêm kiến thức về quá trình hình thành và phát triển của vũ trụ.

Các nhà khoa học tiếp tục theo dõi và nghiên cứu Betelgeuse cũng như các ngôi sao khác để có thể dự đoán chính xác hơn thời điểm vụ nổ của ngôi sao này diễn ra. Đồng thời, việc khám phá vũ trụ cũng có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn về những bí ẩn còn tồn tại trong vũ trụ.

Thông tin chi tiết về phát hiện này có thể được tìm thấy trên các trang web của các tổ chức vũ trụ và thiên văn học nổi tiếng, như NASA và ESO.

Các nhà khoa học sử dụng hệ thống kính viễn vọng vô tuyến mạnh mẽ CHIME tại Canada đã phát hiện một vật thể vũ trụ hiếm và độc đáo, được đặt tên là ‘kỳ lân vũ trụ’. Vật thể này, còn gọi là CHIME J1634+44 hoặc ILT J163430+445010, thuộc lớp thiên thể ‘Biến động vô tuyến chu kỳ dài’ (LPT), phát ra các đợt sóng vô tuyến lặp lại theo thang thời gian từ vài phút đến vài giờ.

Điều khiến CHIME J1634+44 trở nên kỳ lạ là chu kỳ phát xạ sóng vô tuyến của nó có hai chu kỳ riêng biệt: một là 841 giây (hơn 14 phút) và một là 4206 giây (khoảng 70 phút), với chu kỳ thứ cấp dài hơn chính xác 5 lần so với chu kỳ chính. Sự độc đáo trong chu kỳ phát xạ của ‘kỳ lân vũ trụ’ đã thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu, những người đang cố gắng hiểu rõ hơn về bản chất của vật thể này.

Đặc biệt, tốc độ quay của vật thể này đang tăng nhanh, trái ngược với quy luật thông thường của các sao xung – dạng quay nhanh của sao neutron. Thông thường, sao xung có tốc độ quay giảm dần do mất năng lượng. Tuy nhiên, ‘kỳ lân vũ trụ’ lại đang quay nhanh hơn, cho thấy có một cơ chế nào đó đang cung cấp năng lượng cho nó.

Các chuyên gia đưa ra giả thuyết rằng ‘kỳ lân vũ trụ’ có thể là một hệ thống bao gồm một sao neutron và một thiên thể bí ẩn khác đang quay quanh nhau. Thiên thể đồng hành này có thể là một sao neutron khác, một sao lùn trắng hoặc một sao lùn nâu. Có khả năng sao neutron đang ‘ăn thịt’ dần người bạn đồng hành, điều này đã tiếp cho nó thêm năng lượng để quay nhanh hơn.

Để hiểu rõ hơn về ‘kỳ lân vũ trụ’, các nhà khoa học sẽ tiếp tục quan sát và nghiên cứu vật thể này. Việc phát hiện ra các vật thể độc đáo như CHIME J1634+44 giúp mở rộng kiến thức của chúng ta về vũ trụ và các hiện tượng thiên văn phức tạp. Thông qua việc nghiên cứu các vật thể như ‘kỳ lân vũ trụ’, chúng ta có thể tìm ra các manh mối về sự tiến hóa của vũ trụ và các quy luật vật lý chi phối các hiện tượng thiên văn.

Hiện tại, các nhà khoa học vẫn chưa có đủ thông tin để xác định chính xác bản chất của ‘kỳ lân vũ trụ’. Tuy nhiên, việc phát hiện ra vật thể này đã mở ra một hướng nghiên cứu mới và thú vị trong lĩnh vực thiên văn học. Với sự phát triển của công nghệ và kỹ thuật quan sát, chúng ta có thể hy vọng sẽ khám phá được nhiều bí mật về vũ trụ trong tương lai.

Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một số lượng lớn thiên hà “ngủ đông” trong vũ trụ đầu tiên, những thiên hà này đã ngừng hình thành sao trong khoảng một tỷ năm đầu tiên sau Vụ nổ Big Bang. Khám phá này, được thực hiện bằng dữ liệu từ Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), đã giúp làm sáng tỏ một giai đoạn quan trọng trong cuộc sống của các thiên hà đầu tiên và có thể cung cấp thêm manh mối về cách các thiên hà tiến hóa.

Có nhiều lý do khiến các thiên hà ngừng hình thành sao mới. Một trong số đó là sự hiện diện của các lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của chúng. Những lỗ đen này phát ra bức xạ mạnh, làm nóng và làm giảm khí lạnh, thành phần quan trọng nhất cho sự hình thành sao. Ngoài ra, các thiên hà lân cận lớn hơn có thể làm giảm khí lạnh hoặc làm nóng nó, dẫn đến ngừng hình thành sao. Kết quả là, những thiên hà này có thể vẫn ở trạng thái ngủ đông vô thời hạn hoặc trở nên “bị triệt tiêu”.

Một lý do khác khiến các thiên hà trở nên không hoạt động là phản hồi sao. Đó là khi khí trong thiên hà được làm nóng và đẩy ra ngoài do các quá trình sao như siêu tân tinh, gió sao mạnh, hoặc áp lực liên quan đến ánh sáng sao. Thiên hà sau đó trải qua một giai đoạn “yên tĩnh” tạm thời.

Thông thường, giai đoạn ngủ đông này chỉ là tạm thời, kéo dài khoảng 25 triệu năm, theo như lời của Alba Covelo Paz, sinh viên tiến sĩ tại Đại học Geneva và tác giả chính của nghiên cứu. Trong hàng triệu năm, khí đã bị đẩy ra sẽ rơi trở lại, và khí ấm sẽ làm mát lại. Khi có đủ khí lạnh, thiên hà có thể bắt đầu hình thành sao mới.

Trước đây, các nhà thiên văn học chỉ tìm thấy bốn thiên hà ngủ đông trong tỷ năm đầu tiên của vũ trụ. Tuy nhiên, sử dụng dữ liệu quang phổ nhạy của JWST, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã phát hiện ra 14 thiên hà ngủ đông có khối lượng trong phạm vi rộng ở vũ trụ đầu tiên. Phát hiện này cho thấy các thiên hà ngủ đông không bị giới hạn ở mức khối lượng thấp hoặc rất cao.

Các nhà nghiên cứu không ngờ rằng họ sẽ thấy các thiên hà ngủ đông trong vũ trụ đầu tiên. Bởi vì những thiên hà này còn trẻ, chúng nên đang hình thành nhiều sao mới. Tuy nhiên, trong một bài báo năm 2024, các nhà nghiên cứu đã mô tả phát hiện đầu tiên về một thiên hà ngủ đông trong vũ trụ đầu tiên.

Sự khám phá đầu tiên về một thiên hà ngủ đông trong vũ trụ đầu tiên là một cú sốc vì thiên hà đó đã được quan sát trước đó với Hubble, nhưng chúng tôi không thể biết nó ngủ đông cho đến khi JWST, Paz cho biết. Không giống như Kính viễn vọng không gian Hubble, công cụ NIRSpec của JWST có thể nhìn thấy ánh sáng từ những thiên hà này đã bị dịch chuyển về phía bước sóng hồng ngoại gần, và cũng cung cấp chi tiết quang phổ về nó.

Các nhà thiên văn học đã tò mò muốn biết tại sao các thiên hà đầu tiên ngừng hình thành sao và liệu điều này có phổ biến trong phạm vi rộng của khối lượng sao. Một giả thuyết là các thiên hà có sự bùng nổ hình thành sao và sau đó là giai đoạn yên tĩnh trước khi bắt đầu lại. Paz và nhóm của cô đã tìm kiếm các thiên hà đang ở giữa các vụ bùng nổ hình thành sao.

Họ đã sử dụng dữ liệu thiên hà có sẵn công khai trong Lưu trữ DAWN JWST. Họ đã kiểm tra ánh sáng của khoảng 1.600 thiên hà, tìm kiếm dấu hiệu của sao mới không hình thành. Họ cũng tập trung vào các dấu hiệu rõ ràng của sao trung niên hoặc già trong ánh sáng của các thiên hà. Nhóm đã tìm thấy 14 thiên hà, có khối lượng từ khoảng 40 triệu đến 30 tỷ khối lượng mặt trời, đã ngừng hình thành sao.

Chúng tôi hiện đã tìm thấy 14 nguồn hỗ trợ quá trình bùng nổ này, và chúng tôi đã tìm thấy tất cả đều đã ngừng hình thành sao từ 10 đến 25 triệu năm trước khi chúng tôi quan sát chúng, Paz giải thích. Điều đó có nghĩa là 14 thiên hà này đã được tìm thấy để tuân theo hình thành sao theo kiểu ngừng-đi, thay vì liên tục hình thành sao, và chúng đã yên tĩnh trong ít nhất 10 đến 25 triệu năm.

Giai đoạn ngủ đông này cho thấy các thiên hà này có thể sẽ tiếp tục hình thành sao trong tương lai, nhưng vẫn còn sự không chắc chắn, Paz thêm. Chúng tôi không thể xác nhận nó chắc chắn vì chúng tôi không biết làm thế nào lâu họ sẽ vẫn ở trạng thái ngủ đông, và nếu họ tình cờ ở trạng thái ngủ đông thêm 50 triệu năm nữa, điều này sẽ cho thấy nguyên nhân của sự tắt của chúng là khác.

Tình huống này sẽ cho thấy các thiên hà này đã chết. Tuy nhiên, các thuộc tính hiện tại của các thiên hà này hỗ trợ một chu kỳ hình thành sao liên tục.

Bởi vì các thiên hà ngủ đông rất hiếm, vẫn còn nhiều điều bí ẩn về chúng. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học hy vọng các quan sát trong tương lai sẽ giúp làm sáng tỏ các nhà máy sao đang ngủ này. Một chương trình JWST sắp tới có tên là “Sleeping Beauties” sẽ dành riêng cho việc khám phá các thiên hà ngủ đông trong vũ trụ đầu tiên, Paz cho biết. Chương trình này sẽ cho phép các nhà thiên văn học ước tính thời gian một thiên hà ở trạng thái yên tĩnh và giúp họ hiểu rõ hơn về quá trình hình thành sao liên tục.

Vẫn còn nhiều điều chưa biết đối với chúng tôi, nhưng chúng tôi đã tiến một bước gần hơn đến việc giải mã quá trình này, Paz cho biết.