Các nhà thiên văn học đã xác định được 77 chuẩn tinh bị bụi vũ trụ che giấu. Khám phá này mở rộng kiến thức về một giai đoạn hiếm hoi trong quá trình phát triển của các lỗ đen siêu lớn. Các vật thể nằm ở các thiên hà xa xôi đã bị ẩn giấu hàng tỷ năm.
Chuẩn tinh là những nguồn cực sáng được cung cấp năng lượng từ vật chất rơi vào các lỗ đen trung tâm. Bụi dày đặc đã chặn khả năng phát hiện của nó ở bước sóng khả kiến. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng quan sát hồng ngoại để tiết lộ dân số. Nghiên cứu do Matthew Stepney thuộc Trung tâm Xuất sắc về Vật lý Thiên văn và Công nghệ Liên quan ở Chile dẫn đầu, đã được công bố trên arXiv.
SPHEREx của NASA cho phép phát hiện các vật thể màu đỏ
Sứ mệnh SPHEREx của NASA đã cung cấp dữ liệu hồng ngoại quan trọng cho công việc. Nhóm nghiên cứu đã phân tích các phép đo quang phổ và xác định được 77 quasar có màu đỏ mạnh, được gọi là HRQ. Những đối tượng này nhiều hơn gấp đôi số lượng đã biết trước đó của lớp này.
Chuẩn tinh tồn tại khi vũ trụ có độ tuổi từ 1,6 tỷ đến 4,3 tỷ năm. Bảy trong số chúng được phát hiện ở độ dịch chuyển đỏ trên 3. Điều này tương ứng với 2,1 tỷ năm đầu tiên của lịch sử vũ trụ. Mẫu này có thể nghiên cứu sự phát triển của lỗ đen trong các thời kỳ cũ hơn.
- HRQ thể hiện ánh sáng bị thay đổi mạnh do bụi cản trở.
- Chúng chiếm vị trí trung gian giữa các thiên hà bị che khuất bởi bụi nóng và các chuẩn tinh xanh.
- Sự phát xạ hồng ngoại yếu hơn dự kiến sau khi hiệu chỉnh.
- Bảy vật thể đánh dấu những ví dụ đầu tiên của lớp này trong vũ trụ sơ khai.
- Khoảng 3/4 có thêm tia cực tím.
Đặc điểm biểu thị giai đoạn bùng nổ trong lỗ đen
Các nhà nghiên cứu đã so sánh các chuẩn tinh mới với các thiên hà bị che khuất bởi bụi nóng, được gọi là Hot DOG và với các chuẩn tinh xanh. HRQ cho thấy ít bụi nóng hơn dự đoán. Sự kết hợp này gợi ý một thời điểm tạm thời của hoạt động cao độ.
Lỗ đen hoạt động mạnh đến mức nó đẩy khí và bụi ra khỏi khu vực trung tâm. Các tác giả mô tả đây là giai đoạn “bùng nổ”. Phản hồi sẽ loại bỏ vật liệu che khuất và cho phép một số bức xạ thoát ra ngoài. Việc quan sát thấy thêm tia cực tím củng cố ý tưởng thoát ra ngoài rìa của kén bụi.
Sự hình thành sao trong thiên hà chủ cũng có thể góp phần vào độ sáng quan sát được. Các nhà khoa học nhấn mạnh rằng hiện tượng này thể hiện một giai đoạn ngắn nhưng mãnh liệt trong quá trình phát triển của các hệ thống này.
So sánh với các loại vật thể vũ trụ khác
HRQ khác với Hot DOG ở lượng bụi nóng. Chúng cũng tương phản với các chuẩn tinh màu xanh lộ ra nhiều hơn. Sau khi điều chỉnh tác động của bụi, vật thể mới hóa ra là một trong những vật thể sáng nhất từng được quan sát.
Độ sáng này kết hợp với tín hiệu hồng ngoại yếu hơn cho thấy các bể chứa bụi đã cạn kiệt. Nghiên cứu củng cố bằng chứng cho thấy các chuẩn tinh màu đỏ ghi lại khoảnh khắc thanh lọc các khu vực trung tâm.
Tác động của khám phá đối với các mô hình tiến hóa thiên hà
Mẫu mở rộng các quan sát về sự phát triển của lỗ đen đến những thời điểm xa hơn. Nó lấp đầy những khoảng trống trong quần thể vẫn bị ẩn giấu. Dữ liệu SPHEREx tiếp tục được phân tích và sẽ mang lại nhiều kết quả tương tự hơn.
Các nhà nghiên cứu lên kế hoạch quan sát tiếp theo để xác nhận các đặc tính vật lý. Công trình góp phần tìm hiểu xem các lỗ đen siêu lớn ảnh hưởng như thế nào đến sự phát triển của các thiên hà chủ của chúng.
Chi tiết kỹ thuật của mẫu chuẩn tinh
Nhóm đã sử dụng kỹ thuật tuyển chọn dựa trên tia hồng ngoại để lọc ứng viên. Dịch chuyển đỏ cao xác nhận khoảng cách vũ trụ lớn. Các phép đo chỉ ra rằng bụi chủ yếu ảnh hưởng đến ánh sáng ở những bước sóng nhất định.
Bảy chuẩn tinh có độ dịch chuyển đỏ trên 3 là một phát hiện mang tính tiên phong. Họ tồn tại trong một vũ trụ vẫn còn trẻ. Khám phá này nhân đôi danh mục đã biết và mở đường cho các nghiên cứu thống kê mạnh mẽ hơn.
