Đại Chúng

Hai nhóm các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một nguồn chứa lớn nhất và xa nhất từng được phát hiện trong vũ trụ. Nước ở đây, tương đương với 140 nghìn tỷ lần tất lượng nước trong các đại dương cộng lại, bao quanh một lỗ đen lớn, đang phát triển, được gọi là một chuẩn tinh, ở khoảng cách hơn 12 tỷ năm ánh sáng.

"Môi trường xung quanh chuẩn tinh này rất đặc biệt nó tạo ra một lượng nước lớn," ông Matt Bradford, một nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Động cơ đẫy phản lực của NASA ở Pasadena, California, phát biểu. "Đây là một minh chứng rằng nước tồn tại tỏa khắp toàn vũ trụ." Bradford là người dẫn đầu một trong hai nhóm phát hiện ra điều này. Nhóm nghiên cứu của ông nhận một phần tài trợ từ NASA và xuất hiện trên các tạp chí Astrophysical Journal Letters.

Chuẩn tinh được cung cấp năng lượng bởi một lỗ đen khổng lồ mà đang dần tiêu thụ một đĩa khí và bụi xung quanh. Khi nó ăn, chuẩn tinh phóng ra một lượng lớn năng lượng. Cả hai nhóm các nhà thiên văn học nghiên cứu một chuẩn tinh đặc biệt được gọi là 08.279 APM 5255, nuôi dưỡng một lỗ đen nặng hơn Mặt trời 20 tỷ lần và sản xuất năng lượng nhiều khoảng một nghìn tỷ lần năng lượng của Mặt trời.

Ảnh mô phỏng APM 08279+5255, nơi các nhà khoa học vừa tìm ra một lượng nước khổng lồ. (Bản quyền: NASA)

Các nhà thiên văn học tiên đoán có lẽ hơi nước đã có mặt ngay cả trong vũ trụ sơ khai, xa xôi, nhưng trước đây chưa nhận thấy nó ở khoảng cách xa xôi. Hơi nước tồn tại ngay bên trong Ngân hà, mặc dù tổng lượng nước ít hơn 4,000 lần so với chuẩn tinh này, bởi vì hầu hết lượng nước của Ngân hà đông lại thành băng.

Hơi nước là một dấu hiệu cho thấy bản chất của các chuẩn tinh. Trong chuẩn tinh đặc biệt này, hơi nước được phân phối xung quanh lỗ đen trong một vùng khí tỏa ra hàng trăm năm ánh sáng theo kích thước (một năm ánh sáng là khoảng 9,5 nghìn tỷ km). Sự hiện diện của nó chỉ ra rằng chuẩn tinh đang nằm bên trong khối khí trong bức xạ hồng ngoại và tia X, và khối khí này ấm và đặc bất thường so với chuẩn thiên văn. Mặc khối khí này lạnh khoảng trừ 63 độ Fahrenheit (trừ 53 độ C) và loãng hơn 300 nghìn tỷ lần so với khí quyển Trái đất, nó là vẫn nóng hơn năm lần và đặc hơn 10-100 lần so với những thứ điển hình trong các thiên hà như Ngân hà.

Việc đo lượng hơi nước và các phân tử khác, chẳng hạn như carbon monoxide, cho thấy có đủ khí để nuôi các lỗ đen cho đến khi nó phát triển đến kích thước bằng khoảng sáu lần kích thước hiện tại. Cho dù điều này sẽ xảy ra hay không, các nhà thiên văn học nói, vì một số khí có thể kết thúc bằng cách ngưng tụ thành những ngôi sao hoặc có thể bị đẩy ra từ các chuẩn tinh.

Nhóm của Bradford thực hiện cách quan sát kể từ năm 2008, bằng cách sử dụng một công cụ gọi là "Z-Spec" tại Đài quan sát Dưới mi-li-mét của Viện khoa học California, có kính viễn vọng đường kính gương 10m gần đỉnh Mauna Kea ở Hawaii. Các quan sát tiếp theo được thực hiện với Nghiên cứu kết hợp mảng đối với Thiên văn học sóng mi-li-mét (CARMA), một mảng của các đĩa vô tuyến ở vùng núi Inyo của miền Nam California.

Nhóm thứ hai, dẫn đầu bởi Dariusz Lis, nghiên cứu viên vật lý cao cấp tại Caltech và là phó giám đố Đài quan sát Dưới mi-li-mét Caltech, sử dụng Công cụ đo giao thoa Plateau de Bure tại dãy núi Alps của Pháp để tìm nước trong vũ trụ. Trong năm 2010, nhóm nghiên cứu của Lis tình cờ phát hiện nước trong APM 8279 5255, quan sát một dấu hiệu quang phổ. Nhóm của Bradford đã có thể nhận được thêm nhiều thông tin về nước, bao gồm cả khối lượng khổng lồ của nó, bởi họ đã phát hiện vài dấu hiệu quang phổ của nước.
Nghiên cứu này được thực hiện bởi nhiều đồng tác giả khác từ khắp các Đại học trên toàn thế giới.
Kinh phí cho Z-Spec được cung cấp bởi Quỹ Khoa học Quốc gia, NASA, Tổng công ty nghiên cứu và các tổ chức đối tác.

TUẤN THANH
CLB THIÊN VĂN NGHIỆP DƯ TPHCM
THEO NASA

Vật thể sáng nhất từ vũ trụ sơ khai được phát hiện