Trong 15 năm qua, các nhà khoa học đã luôn đi tìm kiếm bằng chứng về một loại tinh tú chỉ có trong giả thuyết - những ngôi sao không được cung cấp năng lượng từ sự tổng hợp nguyên tử giống mặt trời và các ngôi sao thông thường khác mà bởi một thứ bí ẩn gọi là vật chất tối.
Ba vật thể do Kính viễn vọng James Webb phát hiện bắt đầu được thu thập dữ liệu vào năm ngoái và ban đầu được coi là một số thiên hà đầu tiên trong vũ trụ. Tuy nhiên, hiện nay theo các nhà nghiên cứu, chúng thực sự có thể là những ngôi sao tối khổng lồ.
Ba vật thể được xác định bởi Kính viễn vọng Không gian James Webb (JADES) vào tháng 12 năm 2022 (ảnh: REUTERS)
Vật chất tối, vật chất vô hình mà sự hiện diện của nó được biết đến chủ yếu dựa trên hiệu ứng hấp dẫn ở quy mô thiên hà, được phỏng đoán là một thành phần nhỏ nhưng quan trọng trong các ngôi sao tối. Những ngôi sao này được mô tả là được tạo thành gần như hoàn toàn từ hydro và heli - hai nguyên tố có mặt trong giai đoạn sơ khai của vũ trụ - với 0,1% khối lượng ở dạng vật chất tối.
Vật chất tối là vô hình đối với chúng ta - nó không tạo ra hoặc tương tác trực tiếp với ánh sáng - nhưng được cho là chiếm khoảng 85% vật chất của vũ trụ, 15% còn lại bao gồm vật chất thông thường như sao, hành tinh, khí, bụi và vật chất của Trái Đất.
Các ngôi sao tối có thể đạt được khối lượng lớn hơn mặt trời ít nhất một triệu lần và độ sáng lớn hơn ít nhất một tỷ lần, với đường kính khoảng mười lần khoảng cách giữa Trái Đất và mặt trời.
Kinda Freese, nhà Lý thuyết Vật lý thiên văn tại Đại học Texas ở Austin và là tác giả chính của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia cho biết: "Chúng là những con quái vật to lớn. Chúng được tạo thành từ vật chất nguyên tử và được cung cấp năng lượng bởi một ít vật chất tối bên trong chúng."
Không giống như những ngôi sao thông thường, chúng có thể tăng khối lượng bằng cách tích tụ khí rơi vào chúng trong không gian.
"Chúng có thể tiếp tục tích tụ khí xung quanh gần như vô tận, đạt đến trạng thái siêu lớn", nhà Vật lý thiên văn Cosmin Ilie thuộc Đại học Colgate cho biết.
Chúng không có nhiệt độ cao như các ngôi sao sơ khai của vũ trụ. Chính phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra trong lõi của những ngôi sao đó đã tạo ra các nguyên tố nặng hơn hydro và heli.
Ba vật thể được coi là những ngôi sao tối bí ẩn có niên đại sớm trong lịch sử vũ trụ - một vật thể có từ 330 triệu năm sau sự kiện Vụ nổ lớn (Big Bang) sinh ra vũ trụ cách đây 13,8 tỷ năm trước và hai vật thể khác từ 370 triệu năm đến 400 triệu năm sau Vụ nổ lớn.
Tiến sĩ Freese cho biết dựa trên dữ liệu của Kính Webb, những vật thể này có thể là các thiên hà sơ khai hoặc các ngôi sao tối. Mặc dù không có đủ dữ liệu để đưa ra khẳng định chính xác về ba vật thể này, chúng ta vẫn có thể tiếp tục thu thập các thông tin khác về các vật thể nguyên thủy tương tự trong vũ trụ.
Các điều kiện trong vũ trụ sơ khai có thể đã dẫn đến sự hình thành các ngôi sao tối, với mật độ vật chất cực kỳ cao tại vị trí của các đám mây hydro và heli. Những điều kiện như vậy rất khó xảy ra ngày nay.
Tiến sĩ Freese và hai đồng nghiệp lần đầu tiên đề xuất sự tồn tại của các ngôi sao tối vào năm 2008, dựa trên tên của bài hát "Ngôi sao đen" từ thập niên 1960 của nhóm nhạc Grateful Dead.
"Sẽ cực kỳ thú vị khi tìm thấy một loại sao mới với một loại nguồn nhiệt mới. Nó có thể dẫn đến việc các hạt vật chất tối đầu tiên được phát hiện. Và sau đó bạn có thể tìm hiểu về tính chất của các hạt vật chất tối bằng cách nghiên cứu nhiều loại sao tối có khối lượng khác nhau."
* Mời quý độc giả theo dõi các chương trình đã phát sóng của Đài Truyền hình Việt Nam trên TV Online và VTVGo!