Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đã xác nhận sự tồn tại của hố đen cổ xưa nhất từng được biết đến, có niên đại chỉ 500 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn. Phát hiện này, được công bố trên Tạp chí Astrophysical Journal Letters, cung cấp cái nhìn sâu sắc về những năm đầu hình thành vũ trụ và đặt ra câu hỏi về tốc độ phát triển đáng kinh ngạc của các hố đen trong vũ trụ sơ khai.
Hố đen này nằm trong thiên hà CAPERS-LRD-z9, một thiên hà nhỏ, mờ nhạt được quan sát ở dịch chuyển đỏ cực kỳ xa, cho thấy nó tồn tại khi vũ trụ chỉ mới bằng 3% độ tuổi hiện tại. Độ sáng khác thường của thiên hà, ban đầu bị nhầm là do sự hình thành sao, hóa ra là do một đĩa khí siêu nóng đang xoáy vào hố đen, phát ra bức xạ dữ dội làm hố đen có thể phát hiện được trên khoảng cách vũ trụ rộng lớn. Tiến sĩ Seiji Fujimoto từ Đại học Arizona, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Đây là hố đen được xác nhận sớm nhất, và nó cho chúng ta một cửa sổ nhìn vào một giai đoạn lịch sử vũ trụ mà chúng ta chưa từng thấy trước đây." Ước tính hố đen tại trung tâm CAPERS-LRD-z9 có khối lượng gấp khoảng 300 triệu lần khối lượng Mặt Trời, lớn hơn khoảng mười lần so với Sagittarius A* ở trung tâm Dải Ngân hà. Tỷ lệ khối lượng hố đen so với khối lượng sao của thiên hà chủ là khoảng 5%, cao hơn đáng kể so với các thiên hà hiện đại, cho thấy các hố đen sơ khai đã phát triển với tốc độ đáng kinh ngạc hoặc bắt đầu với khối lượng lớn hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Phát hiện này thách thức các mô hình hình thành hố đen hiện tại, vốn thường liên quan đến sự phát triển dần dần trong hàng tỷ năm, và gợi ý các cơ chế hình thành thay thế, chẳng hạn như sự sụp đổ trực tiếp của các đám mây khí khổng lồ. Tiến sĩ Rebecca Taylor, đồng tác giả của nghiên cứu, nhấn mạnh: "Chúng tôi mới chỉ có thể nghiên cứu sự tiến hóa của hố đen sơ khai gần đây, và chúng tôi rất hào hứng khi thấy những gì chúng ta có thể học hỏi từ vật thể độc đáo này." CAPERS-LRD-z9 sẽ là mục tiêu quan trọng cho các quan sát JWST trong tương lai, giúp các nhà thiên văn khám phá thêm những bí mật về sự hình thành và tiến hóa của các hố đen và thiên hà trong vũ trụ sơ khai.