Thiên hà xa xôi nhất phát ra tia gamma

Chỉ một phần nhỏ các thiên hà trong vụ trụ có thể giải phóng tia gamma. Những chùm photon năng lượng cao này được cho bắt nguồn từ vùng lân cận của hố đen siêu khối lượng cư trú tại trung tâm của thiên hà. Khi điều đó xảy ra, chúng được gọi là các thiên hà đang hoạt động.

Giới thiên văn học ước tính chỉ dưới 1% những thiên hà đang hoạt động phát ra tia gamma hướng về phía Trái Đất. Hạt nhân của những thiên hà hiếm hoi này khi đó được gọi là Blazar. Đây là một trong những nguồn bức xạ mạnh nhất trong vũ trụ.

Mô phỏng chùm tia gamma phát ra từ một Blazar. Ảnh: Viện Nghiên cứu DESY.

Blazar có hai loại: chuẩn tinh vô tuyến phổ phẳng (FSRQs) và vật thể BL Lacertae (BL Lac). Trong khi FSRQs là hạt nhân của những thiên hà tương đối trẻ với nhiều khí bụi bao quanh hố đen, vật thể BL Lac là những FSRQs đã tiến hóa sau khi tiêu hao một lượng lớn vật chất để nuôi hố đen. Tác giả chính của bài báo Vaidehi Paliya từ Viện Nghiên cứu DESY của Đức so sánh FSRQ giống một người mới trưởng thành, trong khi BL Lac đại diện cho người già.

BL Lac xa xôi và cổ xưa nhất từng được khám phá trước đây nằm cách chúng ta khoảng 11,3 tỷ năm ánh sáng. Điều đó có nghĩa là khi sự kiện phóng tia gamma xảy ra, vũ trụ của chúng ta mới trải qua khoảng 2,5 tỷ năm sau vụ nổ lớn Big Bang.

Tuy nhiên, trong một nghiên cứu xuất bản gần đây trên tạp chí vật lý thiên văn Astrophysical Journal Letters, Paliya cùng các cộng sự cho biết kỷ lục này đã bị vượt qua bởi một BL Lac mới được khám phá có tên là 4FGL J1219.0 + 3653. Nó nằm cách chúng ta tới 12,1 tỷ năm ánh sáng và giải phóng chùm tia gamma vào thời điểm vũ trụ mới 1,7 năm tuổi. Để so sánh, FSRQ cổ xưa nhất từng được biết đến xảy ra sau vụ nổ Big Bang khoảng một tỷ năm.

Phát hiện này đã thách thức giả thuyết hiện tại rằng BL Lac là giai đoạn tiến hóa cuối cùng của FSRQ, khiến các nhà thiên văn học phải xem xét lại về sự tiến hóa của Blazar cũng như các thiên hà đang hoạt động.

Nguồn Scitech Daily