Khi kính viễn vọng không gian James Webb bắt đầu hoạt động khoa học vào năm 2022, các nhà thiên văn học đã phải đối mặt với một ẩn số đầy bất ngờ. Trong những hình ảnh sâu nhất về vũ trụ sơ khai, nhiều vật thể lạ xuất hiện dưới dạng những đốm màu đỏ tươi, nhỏ gọn mà theo các mô hình hiện có thì lẽ ra chúng không nên tồn tại. Những "đốm đỏ nhỏ" (Little Red Dots - LRD) này bắt đầu hình thành chỉ 600 triệu năm sau vụ nổ Big Bang, và độ sáng của chúng đã thách thức những hiểu biết bấy lâu nay về việc các thiên hà có thể phát triển lớn đến vậy trong một thời gian ngắn. Một số nhà nghiên cứu thậm chí còn nói đùa rằng những vật thể này đã "phá vỡ thuyết học vũ trụ".
Sau bốn năm nỗ lực nghiên cứu, một nhóm các nhà thiên văn học do Vasily Kokorev từ Đại học Texas tại Austin dẫn đầu dường như đã tìm ra lời giải đáp. Vật thể mang tên GLIMPSE-17775, tồn tại từ thời điểm vũ trụ mới 1,8 tỷ năm tuổi, đã trở thành chìa khóa để thấu hiểu bản chất của những nguồn sáng bí ẩn này. Bằng cách tận dụng hiệu ứng thấu kính hấp dẫn - hiện tượng một cụm thiên hà khổng lồ khuếch đại ánh sáng từ vật thể ở xa - các nhà nghiên cứu đã thu thập được phổ quang học chi tiết nhất về một đốm đỏ nhỏ cho đến nay.
Kết quả thu được thực sự gây ấn tượng mạnh. Trong quang phổ của GLIMPSE-17775, các nhà khoa học đã phát hiện hơn 40 vạch quang phổ, mỗi vạch lại kể một phần của câu chuyện riêng. Các vạch của hydro, oxy và heli không hề khớp với mô hình đơn giản về một đám mây khí đang quay. Thay vào đó, dữ liệu chỉ ra hiệu ứng tán xạ điện tử – một dấu hiệu chắc chắn cho thấy nguồn sáng được bao bọc trong một chiếc "kén" dày đặc, nhiều lớp cấu thành từ khí ion hóa một phần. Sự chú ý đặc biệt đổ dồn vào 16 vạch sắt mà các nhà nghiên cứu gọi là "rừng sắt". Cường độ và tỉ lệ của chúng so với các vạch oxy đòi hỏi một nguồn năng lượng cực lớn – chẳng hạn như một hố đen siêu khối lượng đang phát triển nhanh chóng.
Chính chiếc kén khí này đã giải thích lý do tại sao hầu hết các đốm đỏ nhỏ lại phát ra tín hiệu rất yếu trong dải tia X. Thông thường, các hố đen siêu khối lượng đang lớn dần không bị bao phủ bởi lớp khí dày đặc đến vậy, điều này cho phép bức xạ cực tím và tia X tự do thoát ra khỏi vùng lân cận của hố đen. Trong trường hợp của GLIMPSE-17775, chiếc kén đã hấp thụ tia X, sau đó phát lại năng lượng ở các dải sóng khác và tạo ra sắc đỏ đặc trưng.
Mô hình này, được đặt tên là "ngôi sao-hố đen" (BH*), đã giải quyết một cách khéo léo vấn đề khiến các nhà thiên văn đau đầu kể từ khi phát hiện ra LRD. Nếu ánh sáng của các đốm đỏ nhỏ không bắt nguồn từ các ngôi sao mà phát ra từ đĩa bồi tụ bao quanh hố đen, thì khối lượng của chính các thiên hà đó có thể nhỏ hơn nhiều so với ước tính trước đây. Điều này đồng nghĩa với việc không có sự bất thường nào trong quá trình tiến hóa của vũ trụ – chỉ là chúng ta đã quan sát nhầm bản chất của đối tượng.
"Một bộ phận cộng đồng khoa học đang dần thống nhất về một bức tranh chung – rằng những đốm đỏ nhỏ có thể được giải thích bằng mô hình ngôi sao-hố đen," Vasily Kokorev nhận định. "Nhưng chưa có đốm đỏ nhỏ nào trước đây hội tụ đầy đủ bằng chứng ở cùng một chỗ như thế này. Nhờ có GLIMPSE-17775, chúng ta có thể kiểm chứng được các mô hình đó."
Nghiên cứu này, được công bố trên Tạp chí Vật lý Thiên văn (The Astrophysical Journal) vào tháng 6 năm 2026, đã trở thành một bước tiến quan trọng trong việc tìm hiểu vũ trụ sơ khai. Nhưng như chính các nhà nghiên cứu đã lưu ý, đây mới chỉ là một mảnh ghép nữa trong bức tranh xếp hình khổng lồ mà kính viễn vọng Webb đang tiếp tục hoàn thiện cho chúng ta.
