Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) đã đạt được một phát hiện quan trọng khi ghi nhận những hố đen đầu tiên đang ‘ngốn’ các ngôi sao trong các thiên hà bị bụi vũ trụ che khuất. Thông tin này được công bố trong một nghiên cứu trên tạp chí Astrophysical Journal Letters vào ngày 1/8.

Sử dụng khả năng quan sát hồng ngoại vượt trội của mình, JWST đã có thể nhìn xuyên qua lớp bụi dày đặc để phát hiện ra các sự kiện hiếm gọi là TDE (tidal disruption event), xảy ra khi một ngôi sao bị kéo vào quá gần một hố đen và bị kéo giãn thành đĩa khí nóng trước khi bị nuốt chửng.

Thông thường, TDE được phát hiện thông qua bức xạ tia X, cực tím hoặc ánh sáng khả kiến phát ra từ khí sao bị nung nóng. Tuy nhiên, trong môi trường đầy bụi, các tín hiệu này gần như bị chặn hoàn toàn.

Nhưng JWST đã tận dụng được khả năng phát ra ánh sáng hồng ngoại của bụi vũ trụ sau khi hấp thụ năng lượng, cho phép kính viễn vọng này phát hiện ra các tín hiệu đặc trưng.

Tiến sĩ Megan Masterson, nhà vật lý thiên văn tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), cho biết JWST gần như là cách duy nhất để nghiên cứu các hố đen đang ăn sao nhưng bị bụi che kín.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng JWST để tập trung vào 4 trường hợp tiềm năng và phát hiện ra các nguyên tử bị ion hóa mạnh – một dấu hiệu rõ ràng cho thấy có bức xạ năng lượng cao từ hố đen đang hoạt động.

Đồng thời, dấu vết của bụi silicat cũng cho thấy các sự kiện này nhiều khả năng liên quan đến các hố đen ‘ngủ yên’ vừa tỉnh dậy để ‘ăn nhẹ’ một ngôi sao.

Mô phỏng máy tính sau đó đã xác nhận các quan sát của JWST hoàn toàn phù hợp với kịch bản TDE.

Phát hiện này không chỉ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách các hố đen hoạt động trong môi trường nhiều bụi – vốn chiếm phần lớn vũ trụ, mà còn mở ra một phương pháp mới để ‘nhìn thấy’ những hố đen từ trước đến nay gần như vô hình.

Các đài quan sát tia X trên Trái Đất đã phát hiện một sự kiện vũ trụ hiếm gặp, hé lộ về sự tồn tại của một loại ‘quái vật vũ trụ’ bí ẩn. Sự kiện này liên quan đến một nguồn tia X mạnh được gọi là HLX-1, nằm trong một thiên hà cách Trái Đất khoảng 450 triệu năm ánh sáng.

Các nhà khoa học cho biết HLX-1 là kết quả của một vụ lỗ đen xé sao, hay còn gọi là ‘gián đoạn thủy triều’ (TDE). Trong sự kiện này, một lỗ đen khối lượng trung bình đã thức giấc và bắt đầu “ăn thịt” một ngôi sao. Lỗ đen này được cho là có khối lượng trung gian, nằm giữa lỗ đen siêu khối lượng và lỗ đen khối lượng sao, với khối lượng nặng gấp 100-100.000 lần Mặt Trời.

Sự tồn tại của loại lỗ đen này đã được lý thuyết hóa, nhưng chưa bao giờ được quan sát trực tiếp. Sự kiện HLX-1 đã được quan sát lần đầu tiên vào năm 2009, sau đó nó sáng hơn gấp 100 lần vào năm 2012 và mờ đi vào năm 2023.

Các nhà khoa học tin rằng lỗ đen này có thể đã gắn bó với một ngôi sao khổng lồ và ăn dần ngôi sao, dẫn đến các vụ bùng nổ lặp đi lặp lại. “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” – nhà thiên văn học Roberto Soria thuộc Viện Vật lý thiên văn quốc gia Ý, đồng tác giả, cho biết.

Sự 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 về vũ trụ. Việc nghiên cứu thêm về HLX-1 có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về chu kỳ sống của các ngôi sao và lỗ đen trong vũ trụ.

HLX-1 còn được các nhà thiên văn học quan sát thêm để có thể đem lại những phát hiện thú vị khác trong tương lai và có thể là một “chìa khóa” để con người có thể khám phá lỗ đen siêu khối lượng ở trung tâm của các thiên hà.

Các nhà khoa học đang theo dõi chặt chẽ hàng nghìn tiểu hành tinh bay gần Trái đất mỗi năm, trong đó có những tiểu hành tinh đủ lớn để phá hủy toàn bộ một thành phố nếu chúng va chạm. Những tiểu hành tinh này được gọi là ‘sát thủ thành phố’. Hiện có một số tiểu hành tinh sát thủ thành phố đang được các nhà khoa học theo dõi chặt chẽ.

Tiểu hành tinh (4953) 1990 MU là một trong những tiểu hành tinh lớn và đáng lo ngại, với kích thước ước tính từ 984 đến 1.968 feet (300 đến 600 mét). Quỹ đạo của tiểu hành tinh này có khả năng va chạm với Trái đất vào năm 2027 và 2058. Mặc dù không có nguy hiểm trước mắt, 1990 MU đang được theo dõi chặt chẽ do độ lệch tâm quỹ đạo cao và xu hướng đi qua vùng lân cận của Trái đất.

Ngoài ra, tiểu hành tinh 2007 FT3 từng được coi là một mối đe dọa tiềm tàng, nhưng sau đó đã biến mất khỏi tầm nhìn của các nhà thiên văn học. Mặc dù vậy, nó vẫn là một câu chuyện cảnh báo về việc nhiều tiểu hành tinh có khả năng gây nguy hiểm vẫn được phát hiện, theo dõi trong thời gian ngắn, rồi sau đó biến mất do thời gian quan sát ngắn hoặc tầm nhìn bầu trời kém.

Mới đây, các nhà khoa học đã phát hiện ra tiểu hành tinh 2023 TL4, có kích thước ước tính khoảng 1.082 feet (330 mm) và tiềm năng rủi ro dài hạn. Các nhà khoa học đã xác định được 0,00055% khả năng va chạm vào năm 2119. Mặc dù rủi ro còn thấp, nhưng tiểu hành tinh này cung cấp cho các nhà khoa học nhiều thập kỷ để thử nghiệm, tinh chỉnh và cải thiện các chiến lược phòng thủ hành tinh dài hạn.

Các nhà thiên văn học cũng đã phát hiện ra một nhóm tiểu hành tinh có khả năng gây nguy hiểm, ẩn náu gần Sao Kim. Những tiểu hành tinh đồng quỹ đạo này đặc biệt khó phát hiện do chúng ở gần ánh sáng chói của Mặt trời. Điều này làm dấy lên lời kêu gọi về các hệ thống phát hiện trên không gian để có thể quan sát và theo dõi những tiểu hành tinh này.

Đầu năm 2025, NASA đã theo dõi năm tiểu hành tinh gần Trái đất bay ngang qua trong một ngày. Mặc dù không có tiểu hành tinh nào đủ lớn để hủy diệt nền văn minh, nhưng chúng minh họa cho tần suất các vụ nổ bất ngờ nhanh và dữ dội xảy ra với chúng ta. Những sự kiện này giúp các nhà nghiên cứu đánh giá hiệu quả của các công cụ cảnh báo sớm và làm nổi bật những khoảng trống trong phạm vi phát hiện tiểu hành tinh.

Các chuyên gia phòng thủ hành tinh đang kêu gọi cải thiện các cuộc khảo sát bầu trời, phát triển các công nghệ làm chệch hướng và coi những lần suýt va chạm không phải là sự tò mò mà là bản xem trước về những gì một ngày nào đó có thể trở thành thảm họa toàn cầu.

Một khám phá mới của NASA đã tiết lộ sự tồn tại của một hành tinh bí ẩn, được mệnh danh là ‘siêu Trái Đất’, cách chúng ta 154 năm ánh sáng. Hành tinh này, có tên TOI-1846 b, có kích thước lớn gấp gần hai lần và nặng gấp bốn lần Trái Đất, đang thu hút sự chú ý của các nhà khoa học vì tín hiệu lặp lại mà nó phát ra.

TOI-1846 b quay quanh một ngôi sao lùn đỏ nhỏ với chu kỳ chỉ 4 ngày, tạo ra hiện tượng giảm sáng lặp lại kỳ lạ trên ngôi sao chủ. Kính viễn vọng không gian TESS của NASA đã quan sát thấy mô hình mờ sáng này vào tháng 3 hàng năm, lần đầu tiên thu hút sự chú ý của các nhà khoa học. Sau đó, TOI-1846 b đã được xác nhận bởi một nhóm các nhà khoa học sử dụng cả kính thiên văn trên không gian và dưới mặt đất.

Hành tinh này rơi vào ‘khoảng trống bán kính’ – vùng kích thước mà các hành tinh xuất hiện thưa thớt, nằm giữa các hành tinh nhỏ, đá như Trái Đất và các hành tinh lớn, giàu khí như Sao Hải Vương. Mặc dù nhiệt độ bề mặt ước tính lên tới 600 độ F (khoảng 315 độ C), các nhà nghiên cứu cho rằng TOI-1846 b vẫn có thể chứa nước.

Các nhà nghiên cứu tin rằng TOI-1846 b có lõi rắn, giàu đá, một lớp băng dày đặc, và thậm chí có thể có một đại dương nông hoặc một lớp khí quyển mỏng. Các phép đo của nhóm nghiên cứu cũng cho thấy hành tinh này quay quanh ngôi sao chủ chỉ trong chưa đầy 4 ngày, trên một quỹ đạo gần hơn nhiều so với khoảng cách của Sao Thủy với Mặt Trời trong Hệ Mặt Trời.

Ngôi sao chủ của TOI-1846 b là một ngôi sao lùn đỏ, có kích thước và khối lượng bằng khoảng 40% của Mặt Trời, và phát sáng ở nhiệt độ khoảng 6.000 độ F (khoảng 3.300 độ C). Vì sao lùn đỏ có kích thước nhỏ hơn và phát sáng yếu hơn, nên các hành tinh phải quay rất gần để nhận đủ nhiệt.

Điều này cũng khiến việc phát hiện hành tinh trở nên dễ dàng hơn khi chúng đi ngang qua trước ngôi sao, gây ra sự mờ sáng nhỏ dễ nhận diện bằng kính viễn vọng. NASA hy vọng Kính viễn vọng Không gian James Webb sẽ sớm nhắm tới TOI-1846 b để nghiên cứu bầu khí quyển bằng ánh sáng hồng ngoại.

Nếu điều kiện phù hợp, Webb có thể phát hiện dấu hiệu của hơi nước, methane, carbon dioxide hoặc các loại khí khác. Các kính thiên văn mặt đất như Đài quan sát Gemini ở Hawaii cũng đang hỗ trợ, sử dụng thiết bị chính xác MAROON-X để đo sự dao động nhỏ của ngôi sao gây ra bởi lực hấp dẫn của hành tinh, giúp xác định khối lượng của nó và phát hiện các hành tinh ẩn khác.

Các nhà nghiên cứu cho rằng TOI-1846 b không phải là hành tinh duy nhất trong hệ này. Những thay đổi nhẹ trong quỹ đạo của nó cho thấy có thể tồn tại một hành tinh khác trong cùng hệ sao, có thể nằm ở vùng xa hơn và mát hơn, tức là khu vực có thể sống được (habitable zone).

Khám phá này đi kèm với một phát hiện khác gần đây: TOI-715 b, một hành tinh siêu Trái Đất khác, nằm cách Trái Đất 137 năm ánh sáng, cũng quay quanh một sao lùn đỏ. Cả hai hành tinh này giúp các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về cơ chế vì sao một số hành tinh nhỏ mất khí quyển theo thời gian, trong khi những hành tinh khác vẫn giữ được.

Vì sao lùn đỏ chiếm khoảng 75% tổng số sao trong Dải Ngân Hà, nên việc nghiên cứu các hành tinh như TOI-1846 b có thể tiết lộ bao nhiêu thế giới có thể sinh sống đang ẩn mình trong ‘sân sau’ của chúng ta trong thiên hà.

Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra hơn một chục thiên hà “ngủ đông” mà đã ngừng hình thành sao trong vòng 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), làm sáng tỏ một giai đoạn thú vị 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 một số 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 quái vật 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.

Điều này thường là một giai đoạn tạm thời, kéo dài khoảng 25 triệu năm, Alba Covelo Paz, sinh viên tiến sĩ tại Đại học Geneva và tác giả chính của nghiên cứu mới mô tả phát hiện, cho biết. 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.

Trong khi giai đoạn ngủ đông thường được quan sát thấy ở các thiên hà gần đó, các nhà thiên văn học chỉ tìm thấy bốn thiên hà ngủ đông trong tỷ năm đầu tiên của vũ trụ. Ba trong số đó có khối lượng dưới một tỷ khối lượng mặt trời và một có khối lượng trên 10 tỷ khối lượng mặt trời. Các quan sát hạn chế và thuộc tính phân tán của các thiên hà ngủ đông không đủ để có cái nhìn rõ ràng về sự hình thành sao sớm.

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, cho thấy các thiên hà ngủ đông không bị giới hạn ở mức khối lượng thấp hoặc rất cao.

Các phát hiện này đã được tải lên cơ sở dữ liệu bản thảo arXiv vào ngày 27 tháng 6 và chưa được đánh giá đồng nghiệp.

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, các nhà thiên văn học đã nghĩ. Nhưng 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.