Vượt thời gian 12,4 tỉ năm, "quái vật lửa" viết lại lịch sử vũ trụ

Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà vật lý thiên văn Dazhi Zhou từ Đại học British Columbia (Canada) đã phát hiện những đặc điểm ngoài sức tưởng tượng của một cụm thiên hà khổng lồ tồn tại ở nơi vũ trụ mới chỉ 1,4 tỉ tuổi.

Xuất hiện trong dữ liệu của kính viễn vọng Nam Cực - một cơ sở quan sát quốc tế đặt tại lục địa băng - từ năm 2010, cụm thiên hà mang tên SPT2349-56 đã lập tức gây chú ý bởi sự vĩ đại của nó.

Các quan sát tiếp theo cho thấy cụm này gồm hơn 30 thiên hà, đang hình thành sao với tốc độ nhanh gấp 1.000 lần so với thiên hà Milky Way (Ngân Hà) của chúng ta.

Các thiên hà trong cụm cũng đang lao về phía nhau, hứa hẹn những vụ va chạm khủng khiếp trong tương lai và hợp nhất thành các thiên hà lớn hơn.

Nghiên cứu mới về SPT2349-56 cho thấy dấu hiệu nhiệt rõ rệt từ các electron nóng, với nhiệt độ vượt quá 10 triệu độ K (độ K bằng độ C cộng với 273 độ), theo các kết quả vừa công bố trên tạp chí Nature.

Đó là một nhiệt độ hoàn toàn vô lý. Thông thường, việc làm nóng khí trong một cụm thiên hà nhờ trọng lực là một quá trình cực kỳ chậm chạp, phải mất hàng tỉ năm mới đạt đến mức nhiệt độ cao như vậy.

Việc SPT2349-56 trở thành một cụm thiên hà siêu nóng quá sớm đã vượt ra ngoài ranh giới những quy luật vũ trụ học mà nhân loại tin tưởng, cho thấy có những cơ chế năng lượng mà chúng ta chưa hiểu hết ở giai đoạn đầu của vũ trụ.

Các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng các luồng khí mạnh mẽ từ ít nhất ba lỗ đen siêu khối lượng (lỗ đen quái vật) trong SPT2349-56 có thể đang bơm thêm năng lượng.

Nhiệt độ siêu nóng và độ vĩ đại cũng như tốc độ hình thành sao cuồng nộ trong cụm thiên hà đòi hỏi các nhà khoa học phải viết lại lịch sử tiến hóa của vũ trụ: Các vật thể tồn tại trong vũ trụ sơ khai không hề thô sơ và phát triển chậm chạp như chúng ta nghĩ.

"Điều này cho thấy rằng sự hiểu biết lý thuyết của chúng ta về sự tiến hóa của các cụm thiên hà còn lâu mới hoàn thiện" - các tác giả nói với tờ Science Alert.

Cuộc nghiên cứu vẫn sẽ tiếp diễn với cụm thiên hà khác thường này, bao gồm tìm hiểu về quá trình hình thành sao mạnh mẽ bên trong các thiên hà của cụm, cách mà các lỗ đen đang hoạt động và nhiệt độ quá nóng của cụm tương tác với nhau. Điều đó có thể gợi ý cho chúng ta về cách các cụm thiên hà hiện tại được hình thành.