Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã sử dụng dữ liệu kết hợp các quan sát từ những kính thiên văn tốt nhất trên thế giới và qua đó phát hiện được tín hiệu từ những lỗ đen siêu nặng hoạt động trong những thiên hà đang chết ở giai đoạn sớm của vũ trụ. Sự có mặt của những lỗ đen siêu nặng hoạt động này cho thấy một lỗ đen có thể có tác động rất rõ rệt tới quá trình tiến hóa của thiên hà chứa nó.
Thiên hà Milky Way nơi chúng ta đang sống chứa rất nhiều sao thuộc những độ tuổi khác nhau, và cả những sao còn đang trong giai đoạn hình thành. Nhưng ở một số thiên hà, mà cụ thể là các thiên hà elip, mọi sao đều đã già và có cùng độ tuổi. Điều này chỉ ra rằng trong giai đoạn sớm của lịch sử các thiên hà elip này, đã có một thời kỳ mà quá trình hình thành sao mạnh mẽ bất chợt dừng lại. Tại sao quá trình tạo sao dừng lại ở một số thiên hà nhưng lại tiếp tục ở một số khác là điều còn chưa được hiểu rõ. Một khả năng cho việc đó là lỗ đen siêu nặng xe rách khí trong các thiên hà, tạo ra một môi trường không hề thuận lợi cho sự hình thành sao.
Để kiểm tra giả thuyết này, các nhà thiên văn nhìn vào các thiên hà ở rất xa. Do sự hữu hạn của vận tốc ánh sáng, cần nhiều thời gian để các tia sáng từ những nơi đó vượt qua không gian và tới với chúng ta. Ánh sáng mà chúng ta thấy của một vật thể cách xa 10 tỷ năm ánh sáng đã phải di chuyển mất 10 tỷ năm để tới Trái Đất. Vì thế, ánh sáng mà chúng ta thấy ngày nay cho chúng ta biết thiên hà đó ra sao vào thời điểm 10 tỷ năm trước. Nhưng khoảng cách quá xa cũng đồng nghĩa với việc các thiên hà xa xôi đó rất mờ và khó để có thể nghiên cứu.
Để vượt qua những khó khăn này, nhóm nghiên cứu do Kei Ito ở SOKENDAI (Nhật Bản) đứng đầu đã sử dụng Khảo sát Tiến hóa Vũ trụ (Viết tắt là COSMOS) để lấy mẫu các thiên hà cách chúng ta từ 9,5 tới 12,5 tỷ năm ánh sáng. COSMOS kết hợp dữ liệu từ những kính thiên văn hàng đầu thế giới, trong đó có Tổ hợp kính lớn quan sát bước sóng milimet và hạ-milimet ở Atacama (ALMA) và Kính thiên văn Subara. Khảo sát COSMOS nhờ đó có được dữ liệu ở nhiều dải sóng gồm vô tuyến, hồng ngoại, biểu kiến và tia X.
Ban đầu, nhóm nghiên cứu sử dụng dữ liệu biểu kiến và hồng ngoại để phân ra hai nhóm thiên hà: các thiên hà còn đang tạo sao và những thiên hà đã dừng tạo sao. Dữ liệu tia X và vô tuyến quá yếu so với những tín hiệu nhiễu nên không thể sử dụng để phân loại thiên hà. Vì thế nhóm nghiên cứu kết hợp dữ liệu của nhiều thiên hà ở những dải sóng này để tạo thành một tín hiệu tổng mạnh hơn độ nhiễu, và qua đó dựng nên hình ảnh của những thiên hà "trung bình". Trong những hình ảnh trung bình đó, nhóm nghiên cứu đã xác nhận được bức xạ tia X và vô tuyến ở các thiên hà không có sự tạo sao. Đây là lần đầu tiên những bức xạ như vậy được phát hiện ở những thiên hà cách chúng ta quá 10 tỷ năm ánh sáng. Hơn thế nữa, các kết quả còn cho thấy tia X và sóng vô tuyến quá mạnh nên không thể giải thích rằng đó là do các sao trong thiên hà, điều đó chỉ ra rằng cần có một lỗ đen siêu nặng hoạt động trong đó. Tín hiểu từ hoạt động của lỗ đen này yếu hơn so với ở các thiên hà nơi mà quá trình tạo sao vẫn đang diễn ra.
Những kết quả này cho thấy sự kết thúc đột ngột của quá trình tạo sao trong vũ trụ sơ khai tương quan với sự gia tăng hoạt động của lỗ đen siêu nặng. Tất nhiên, sẽ còn cần thêm nhiều nghiên cứu sâu hơn để hiểu rõ hơn về mối liên hệ này.
Bryan
Theo Science Daily
