Hố đen siêu khối lượng trong thiên hà Segue 1 mờ nhạt thách thức lý thuyết tiến hóa của các hệ thống nhỏ

Cộng đồng thiên văn học đang xôn xao bàn luận về một phát hiện mới đây tại trung tâm thiên hà lùn cực mờ Segue 1, nằm cách Trái Đất khoảng 75.000 năm ánh sáng. Việc tìm thấy một hố đen siêu khối lượng (SMBH) tại lõi của hệ thống nhỏ bé này đã đi ngược lại những quan niệm đã được thiết lập về cấu trúc hấp dẫn của các thiên hà kích thước khiêm tốn. Segue 1, một thiên hà chỉ chứa vài trăm đến vài nghìn ngôi sao, trước đây thường được xem là một hệ thống mà sự ổn định của nó chủ yếu được quyết định bởi ảnh hưởng chi phối của vật chất tối.

Những kết quả nghiên cứu đột phá này đã được công bố vào ngày 14 tháng 10 năm 2025 trên tạp chí Astrophysical Journal Letters, vẽ nên một bức tranh hoàn toàn khác. Một nhóm các nhà khoa học, dẫn đầu bởi Nathaniel Lujan từ Đại học Texas tại San Antonio, đã đi đến kết luận rằng động lực học của các ngôi sao trong thiên hà này được giải thích tốt nhất bằng các mô hình bao gồm một hố đen trung tâm cực lớn. Giáo sư vật lý thiên văn Karl Gebhardt, đồng tác giả công trình nghiên cứu và là thành viên của Đại học Texas tại Austin, đã xác nhận rằng khối lượng của vật thể này ước tính khoảng 450.000 lần khối lượng Mặt Trời.

Tỷ lệ bất thường này, trong đó hố đen trung tâm có khối lượng lớn hơn nhiều lần so với tổng quần thể sao nhìn thấy được của thiên hà, là một trường hợp ngoại lệ và đòi hỏi phải xem xét lại các lý thuyết cơ bản về sự tiến hóa của các hệ thống lùn. Mô hình hóa, được thực hiện bằng cách sử dụng dữ liệu từ Đài quan sát W.M. Keck Observatory, đã chỉ ra rằng chỉ có kịch bản có sự hiện diện của hố đen siêu khối lượng mới có thể tái tạo chính xác quỹ đạo nhanh và hẹp của các ngôi sao trong lõi Segue 1. Ngược lại, các kịch bản dựa trên sự chiếm ưu thế của vật chất tối đã không thể phù hợp với dữ liệu động học quan sát được.

Khám phá này mang lại cho các nhà nghiên cứu một cơ hội độc nhất vô nhị để nghiên cứu các quá trình mà trước đây chỉ có thể tiếp cận được khi quan sát Vũ trụ sơ khai xa xôi, bởi vì Segue 1 là một láng giềng gần của Dải Ngân Hà (Mlechnyy Put). Các nhà khoa học suy đoán rằng Segue 1 có thể là ví dụ gần nhất về cái gọi là “những chấm đỏ nhỏ” (small red dots) — những thiên hà sơ khai hiếm hoi, nơi hố đen, chứ không phải vật chất tối, đóng vai trò trung tâm trong việc hình thành cấu trúc. Sự phổ biến của tỷ lệ khối lượng hố đen và thiên hà như vậy trong các hệ thống lùn sẽ là động lực mạnh mẽ để chúng ta định hình lại hiểu biết về kiến tạo vũ trụ.