Phát hiện quần thể thiên hà vô tuyến đang 'tắt dần', hé lộ vòng đời của hố đen siêu khối lượng

Lý thuyết về nguồn gốc các thiên hà sẽ phải viết lại?

Khám phá gây kinh ngạc về thiên hà cổ đại ở rìa tận cùng của thời gian

Ngân Hà có thể thoát khỏi vụ va chạm với Andromeda

Kính viễn vọng không gian Hubble và kính viễn vọng vô tuyến Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) cùng ghi nhận hình ảnh một thiên hà vô tuyến khổng lồ. Ảnh: NASA, ESA, S. Baum và C. O'Dea (RIT), R. Perley và W. Cotton (NRAO/AUI/NSF), nhóm Hubble Heritage (STScI/AURA)

Thiên hà vô tuyến là những thiên hà phát sáng mạnh ở bước sóng vô tuyến, thường sở hữu các thùy khí và plasma có thể kéo dài hàng triệu năm ánh sáng. Các thùy này được hình thành và duy trì nhờ những tia vật chất phóng ra từ vùng lõi thiên hà, nơi chứa nhân thiên hà hoạt động được cung cấp năng lượng bởi hố đen siêu khối lượng đang bồi tụ vật chất.

Khi các tia vật chất này ngừng hoạt động, chúng không còn bổ sung năng lượng cho các thùy vô tuyến. Các thùy vì thế dần mất năng lượng và mờ đi, đánh dấu giai đoạn cuối trong vòng đời của một thiên hà vô tuyến.

12 trong 14 thiên hà được xác nhận đang tàn lụi

Nhóm nghiên cứu vừa phát hiện thêm hai thiên hà vô tuyến khổng lồ, mỗi thiên hà trải rộng hàng triệu năm ánh sáng. Ảnh: Pal và cộng sự (2025)

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học tập trung vào 14 ứng viên thiên hà vô tuyến tàn dư nằm trong vùng XMM-Newton Large-Scale Structure (XMM-LSS), khu vực bầu trời đã được tàu quan sát tia X XMM-Newton nghiên cứu chuyên sâu.

Nhóm nghiên cứu kết hợp dữ liệu từ nhiều hệ thống kính thiên văn vô tuyến, gồm MeerKAT với 64 ăng-ten đặt tại tỉnh Northern Cape, Nam Phi; kính thiên văn Jansky Very Large Array (VLA) và mạng lưới Low-Frequency Array (LOFAR).

Việc kết hợp các quan sát ở nhiều tần số cho phép các nhà khoa học theo dõi sự thay đổi của phát xạ vô tuyến khi các hạt trong những thùy plasma già đi và mất dần năng lượng.

Kết quả cho thấy 12 trong số 14 ứng viên thực sự là các thiên hà vô tuyến tàn dư, trong khi 2 thiên hà còn lại vẫn đang ở trạng thái hoạt động.

Đáng chú ý, 12 thiên hà tàn dư này dường như mới bắt đầu suy yếu trong khoảng thời gian tương đối ngắn. Thời gian chúng ở trạng thái “tắt dần” dao động từ khoảng 8 triệu đến 42 triệu năm, với mức trung bình khoảng 12 triệu năm.

Có thể đang bỏ sót một nhóm thiên hà tàn dư trẻ

Hình dạng "boomerang kép" của một thiên hà vô tuyến mang cấu trúc chữ X. Ảnh: NRAO/AUI/NSF; SARAO; DES

Theo các nhà nghiên cứu, độ tuổi tương đối trẻ của những thiên hà tàn dư được phát hiện có thể cho thấy giới thiên văn học lâu nay đã bỏ sót một nhóm thiên hà vô tuyến có thời gian tồn tại ở trạng thái tàn dư ngắn hơn.

Nghiên cứu cũng cho thấy các thiên hà được quan sát đang ở nhiều giai đoạn tiến hóa khác nhau. Một số thiên hà mới chỉ vừa ngừng phát ra các tia vật chất, trong khi những thiên hà khác đã trải qua quá trình “tắt máy” trong thời gian dài hơn và tiến sâu hơn vào giai đoạn tàn lụi.

Những kết quả này giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về vòng đời của thiên hà vô tuyến, đồng thời cung cấp thêm dữ liệu về cách hố đen siêu khối lượng hoạt động như “động cơ” cung cấp năng lượng cho các tia vật chất khổng lồ vươn ra không gian.

Nghiên cứu được công bố ngày 14/7 trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.