Bí ẩn xung quanh QSO1- lỗ đen lớn nhất được biết đến cho đến nay

Mới đây, Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đã xác nhận thêm rằng, dấu “chấm đỏ nhỏ” Abell 2744−QSO1 vừa phát hiện trong vũ trụ là một lỗ đen siêu khối lượng với hầu như không có ngôi sao nào bao quanh nó.

Lỗ đen Abell 2744−QSO1 (viết tắt là QSO1) bị nhuộm đỏ bởi bụi năng lượng cao và chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi hiện tượng thấu kính hấp dẫn. Quan điểm chung hiện nay cho rằng, lỗ đen siêu khối lượng này ra đời khoảng 700 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn Big Bang.

Ước tính, tổng khối lượng của nó gấp khoảng 50 triệu lần khối lượng Mặt Trời, không có ngôi sao đồng hành nào bên trong và xung quanh hệ thống lỗ đen, nó cũng chiếm ⅔ khối lượng thiên hà chủ. Giới hạn trên đã khiến QSO1 trở thành lỗ đen siêu khối lượng "trần trụi nhất" được biết đến cho đến nay, có nghĩa là lỗ đen gần như thống trị toàn bộ hệ thống một mình.

Ngoài ra, kết quả này cũng đặt ra một câu hỏi lớn hơn: làm thế nào mà một lỗ đen khổng lồ như vậy lại hình thành trong một khoảng thời gian ngắn như vậy sau khi vũ trụ ra đời? Bài báo thảo luận và đề xuất ba giả thuyết chính:

Loại đầu tiên là lỗ đen nguyên thủy hình thành ngay sau Vụ nổ lớn Big Bang.

Loại thứ hai là loại lỗ đen liên quan đến sự sụp đổ trực tiếp của các đám mây khí khổng lồ, bỏ qua giai đoạn hình thành sao.

Loại thứ ba liên quan đến sự hợp nhất liên tục của nhiều lỗ đen nhỏ trong các cụm sao có mật độ cao ở giai đoạn đầu, cuối cùng dẫn đến sự tăng khối lượng nhanh chóng.

Tuy nhiên, vì không có cụm sao dày đặc nào xung quanh QSO1, nên việc hình thành đủ số lượng lỗ đen trước rồi hợp nhất chúng từng bước thành một lỗ đen siêu khối lượng sẽ rất khó khăn, nên giả thuyết thứ ba này khó có thể được chứng minh.