77 'Quái vật ẩn mình' lộ diện dưới mắt thần SPHEREx, vén màn giai đoạn 'bung tỏa' bạo lực nhất của vũ trụ

'Buổi trưa vũ trụ' và pha 'bung tỏa' bạo lực

Vậy điều gì khiến những chuẩn tinh đỏ rực này trở nên đặc biệt? Các nhà khoa học từ lâu đã nghi ngờ rằng chúng là 'bản cáo trạng' cho một giai đoạn cực kỳ ngắn ngủi nhưng đầy bạo lực trong vòng đời của một lỗ đen siêu khối lượng, được gọi là pha 'bung tỏa' (blow-out) .

Hãy tưởng tượng một 'bữa tiệc' điên cuồng tại trung tâm thiên hà. Hai thiên hà lớn va chạm và sáp nhập, đẩy một lượng khí khổng lồ vào trung tâm, đồng thời kích hoạt cả sự hình thành sao ồ ạt lẫn sự 'ăn uống' vô độ của lỗ đen siêu khối lượng trung tâm . Lỗ đen lớn nhanh một cách khủng khiếp, nhưng toàn bộ quá trình này lại bị che khuất hoàn toàn bởi một 'cái kén' bụi khí dày đặc, khiến ánh sáng phát ra bị nhuộm đỏ một cách cực đoan khi đến được kính thiên văn của chúng ta . Đây chính là diện mạo của một chuẩn tinh đỏ rực.

Theo lý thuyết, giai đoạn 'giấu mình' này không kéo dài mãi. Phản hồi khổng lồ từ lỗ đen trung tâm, dưới dạng những cơn gió vật chất mạnh mẽ và bức xạ dữ dội, sẽ bắt đầu quét sạch lớp bụi khí bao quanh, giống như một cơn bão vũ trụ thổi bay mọi thứ trên đường đi của nó . Đây chính là pha 'bung tỏa' – một khoảnh khắc chuyển tiếp chớp nhoáng khi 'quái vật' ẩn mình phá vỡ lớp vỏ bọc để lộ diện thành một chuẩn tinh sáng rực rỡ thông thường . Chính vì sự ngắn ngủi này mà các HRQ cực kỳ hiếm và rất khó để thu thập được một mẫu đủ lớn để nghiên cứu .

Mắt xích còn thiếu trong tiến hóa thiên hà

Khám phá của SPHEREx không chỉ đơn thuần là thêm vài con số vào danh mục thiên văn. Nó cung cấp bằng chứng quan sát mạnh mẽ nhất cho đến nay để củng cố một lý thuyết lớn: chuẩn tinh đỏ rực chính là mắt xích quan trọng kết nối sự phát triển của lỗ đen, cơ chế phản hồi và sự tiến hóa của toàn bộ thiên hà chủ trong thời kỳ 'buổi trưa vũ trụ' – đỉnh cao của sự hình thành sao trong lịch sử vũ trụ .

Những 'quái vật ẩn mình' này cho chúng ta thấy một bức tranh toàn cảnh:

1. Sáp nhập và bùng nổ: Một sự kiện thiên hà giàu khí gas, thường là một vụ sáp nhập lớn, dồn vật chất vào trung tâm, thổi bùng lên cả 'lò lửa' hình thành sao lẫn 'cỗ máy' hút vật chất của lỗ đen .
2. Vỏ bọc hoàn hảo: Lỗ đen lớn nhanh khủng khiếp trong một cái kén bụi dày đặc, xuất hiện dưới dạng một chuẩn tinh đỏ rực gần như vô hình trong các cuộc khảo sát ánh sáng khả kiến .
3. Cơn thịnh nộ 'bung tỏa': Phản hồi năng lượng từ lỗ đen trở nên đủ mạnh để quét sạch khí và bụi xung quanh, đồng thời ngăn chặn sự hình thành sao tiếp theo, định hình lại toàn bộ thiên hà .
4. Lộ diện: Hệ thống dần tiến hóa thành một chuẩn tinh sáng, không còn bị che khuất, đánh dấu một chương mới trong vòng đời của nó .

Bằng việc tìm ra 77 HRQ mới trong giai đoạn 'bung tỏa' này, SPHEREx đã trao cho các nhà thiên văn một bộ dữ liệu vô giá để kiểm chứng và tinh chỉnh các mô hình lý thuyết về cách các thiên hà khổng lồ và lỗ đen trung tâm của chúng cùng nhau phát triển và định hình vũ trụ như chúng ta thấy ngày nay.