Kính viễn vọng James Webb xác định các 'điểm đỏ nhỏ' là những hố đen siêu khối lượng trẻ tuổi

Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) đã hé mở bức màn bí ẩn về một nhóm thực thể vũ trụ kỳ lạ được giới khoa học đặt biệt danh là "các điểm đỏ nhỏ" (LRD). Theo một nghiên cứu mang tính đột phá được công bố trên tạp chí danh tiếng Nature vào tháng 1 năm 2026, những thiên thể này thực chất là các hố đen siêu khối lượng đang ở giai đoạn đầu của quá trình phát triển và bị che khuất bởi những đám mây khí dày đặc. Khám phá này đã mô tả một giai đoạn tăng trưởng tích cực của hố đen trong thời kỳ sơ khai của vũ trụ mà trước đây nhân loại chưa từng quan sát được trực tiếp.

Những đối tượng này lần đầu tiên thu hút sự chú ý của giới thiên văn thông qua các hình ảnh từ JWST vào năm 2022, nơi chúng xuất hiện dưới dạng các chấm đỏ nhỏ gọn trong vũ trụ sơ khai, tồn tại vào thời điểm chưa đầy một tỷ năm sau vụ nổ Big Bang. Trong một thời gian dài, các nhà khoa học đã vô cùng bối rối vì độ sáng và kích thước cô đọng của chúng không hề tương đồng với các thiên hà điển hình cùng thời kỳ, cũng như không khớp với các mô hình giả định về các cụm sao. Để giải mã hiện tượng này, một nhóm nghiên cứu do nhà khoa học Vadim Rusakov dẫn đầu đã tiến hành phân tích chi tiết dữ liệu từ 12 thiên hà riêng lẻ và tổng hợp thêm 18 thiên hà khác nhằm làm sáng tỏ bản chất của những dị thường này.

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các "điểm đỏ nhỏ" chính là những hố đen siêu khối lượng đang trải qua một giai đoạn gia tăng khối lượng nhanh chóng đến mức kinh ngạc. Các phép tính toán học cho thấy khối lượng thực tế của những hố đen này nằm trong khoảng từ 100.000 đến 10 triệu lần khối lượng Mặt Trời. Đáng chú ý, con số này nhỏ hơn khoảng 100 lần so với một số ước tính trước đây đối với các vật thể tồn tại sớm như vậy trong lịch sử vũ trụ. Giáo sư Darach Watson từ Đại học Copenhagen nhận định rằng, việc xác định được khối lượng nhỏ hơn của các vật thể này giúp giải thích sự tồn tại của chúng một cách hợp lý mà không cần phải viện dẫn đến các loại hiện tượng vật lý thiên văn hoàn toàn mới hay chưa từng biết đến.

Màu đỏ đặc trưng cùng sự thiếu vắng các bức xạ vô tuyến và tia X điển hình được giải thích bởi giả thuyết rằng chúng đang bị bao bọc trong một "cái kén" khí ion hóa dày đặc. Lớp vỏ bọc này, bao gồm khí trung hòa và các electron, có khả năng giữ lại các bức xạ năng lượng cao, khiến ánh sáng quan sát được bị lệch sang các bước sóng đỏ dài hơn. Về mặt lý thuyết, chiếc kén bao quanh này cung cấp nguồn nhiên liệu cần thiết để hố đen đạt được tốc độ tăng trưởng phi thường khi chúng tích cực hấp thụ vật chất xung quanh. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng ánh sáng từ những điểm đỏ này bị tán xạ bởi các electron trong các đám mây khí đậm đặc tại trung tâm của các thiên hà chủ.

Những phát hiện này mang ý nghĩa nền tảng đối với ngành vũ trụ học, giúp lấp đầy khoảng trống trong hiểu biết về cách thức các hố đen siêu khối lượng – tương tự như hố đen ở trung tâm Dải Ngân hà – có thể tích lũy khối lượng nhanh đến vậy trong hàng tỷ năm đầu tiên của vũ trụ. Trước đây, sự hiện diện của các chuẩn tinh (quasar) có khối lượng hàng tỷ lần Mặt Trời chỉ 700 triệu năm sau Big Bang đã thách thức nghiêm trọng các mô hình vật lý tiêu chuẩn. Việc quan sát thấy các hố đen trẻ trong giai đoạn tăng trưởng mãnh liệt, dự kiến kéo dài khoảng vài trăm triệu năm, đã cung cấp "chương còn thiếu" quan trọng trong lịch sử tiến hóa của vũ trụ.

Trong tương lai, các quan sát bổ sung đã được lên kế hoạch để xác định xem liệu "giai đoạn kén" này có phải là một bước tiến hóa điển hình trong cuộc đời của một hố đen hay không. Các nhà khoa học cũng mong muốn tìm hiểu sâu hơn về cách thức giai đoạn này ảnh hưởng đến sự phát triển của chính hố đen cũng như các thiên hà chứa đựng chúng trong buổi bình minh của không gian. Những dữ liệu mới này hứa hẹn sẽ định nghĩa lại cách chúng ta nhìn nhận về sự hình thành và phát triển của các cấu trúc vĩ mô nhất trong vũ trụ bao la.