Vào ngày 16 tháng 3 năm 1963, nhà thiên văn học Caltech, Maarten Schmidt, công bố trên tạp chí Nature rằng ông vừa giải được một câu đố về nguồn vô tuyến giả sao 3C273. Vật thể trông giống như sao, giống một điểm sáng, với một cái vòi bí ẩn. Nhưng quang phổ của nó – vùng bước sóng của ánh sáng của nó – trông thật lạ. Các nhà thiên văn thường sử dụng quang phổ để tìm hiểu thành phần của những vật thể ở xa. Nhưng, vào năm 1963, các vạch phát xạ trong quang phổ của 3C273 không có vẻ gì khớp với bất kì nguyên tố hóa học nào đã biết. Schmidt bất ngờ nhận ra rằng 3C273 có chứa nguyên tố hydro rất bình thường. Ông nhận ra rằng các vạch phổ của hydro trông có vẻ lạ bởi vì chúng bị lệch nhiều về phía đầu đỏ của quang phổ. Một sự lệch đỏ lớn như thế có thể xảy ra nếu 3C273 ở rất xa, khoảng ba tỉ năm ánh sáng.
Để ở xa như vậy mà vẫn có thể nhìn thấy, 3C273 về thực chất phải rất sáng. Ngày nay người ta biết nó tỏa ánh sáng bằng hai nghìn tỉ ngôi sao giống như mặt trời của chúng ta cộng lại. Ánh sáng đó gấp hàng trăm lần ánh sáng của toàn bộ thiên hà Ngân hà của chúng ta. Nhưng 3C273 có vẻ chưa tới một năm ánh sáng đường kính, trái với 100.000 năm ánh sáng đối với Dải Ngân hà của chúng ta.
Vì thế 3C273 không chỉ ở xa không thôi. Nó còn cực kì sáng nữa, nghĩa là có những quá trình sản sinh năng lượng cực mạnh chưa được biết tới vào năm 1963.
Ảnh tia X của 3C273 và vòi vật chất của nó. Ngày nay, người ta biết rằng quasar này nằm tại tâm của thiên hà elip khổng lồ.
Ngày nay, người ta biết có hàng trăm nghìn quasar, và nhiều quasar ở xa hơn và mạnh hơn 3C273. Không có gì cường điệu nếu nói rằng chúng đã làm xoay chuyển nền thiên văn học căn bản. Ví dụ, tại sao những quasar mạnh như vậy lại nằm xa như vậy trong không gian? Bởi vì ánh sáng truyền đi ở một tốc độ hữu hạn, nên chúng ta đang nhìn thấy những vật ở xa trong không gian trong quá khứ xa xôi. Nói cách khác, các quasar tồn tại trong vũ trụ sơ khai. Chúng không tồn tại trong thời đại của chúng ta. Tại sao vậy?
Vào thập niên 1960, 3C273 và các quasar khác giống nó là bằng chứng mạnh mẽ chống lại lí thuyết Trạng thái Ổn định của Fred Hoyle, lí thuyết đề xuất rằng vật chất liên tục được tạo ra khi vũ trụ giãn nở, dẫn tới một vũ trụ giống nhau ở mọi nơi. Các quasar cho thấy vũ trụ không giống nhau ở mọi nơi và do đó giúp mở ra kỉ nguyên vũ trụ học Big Bang.
Nhưng lí thuyết Trạng thái Ổn định đã và đang mất đi sự hậu thuẫn, ngay trước năm 1963. Thách thức lớn nhất từ khám phá của Maarten Schmidt về quasar 3C273 là ở cách chúng ta nghĩ về vũ trụ của chúng ta.
Maarten Schmidt là một nhà thiên văn người Hà Lan. Vào năm 1963, ông đã nhận ra rằng các quasar năm trong vũ trụ rất xa, và do đó phải là những nguồn năng lượng cực mạnh.
Nói cách khác, quan điểm cho rằng 3C273 cực kì sáng, nhưng chiếm một không gian tương đối nhỏ, đề xuất những năng lượng mạnh mà các nhà thiên văn học chưa từng nghĩ tới trước đó. 3C273 mang đến cho các nhà thiên văn học một trong những gợi ý đầu tiên rằng chúng ta sống trong một vũ trụ của những sự kiện bùng nổ khủng khiếp – và với nhiệt độ và độ sáng cực độ - một nơi trong đó các lỗ đen bí ẩn có nhung nhúc và giữ một vai trò quan trọng.
Các nhà thiên văn học ngày nay tin rằng một quasar là một vùng nhỏ nằm tại tâm của một thiên hà trong vũ trụ sơ khai. Vùng nhỏ đó được cho là bao xung quanh một lỗ đen siêu khối ở trung tâm, giống hệt như lỗ đen được cho là cư trú tại tâm của thiên hà Ngân hà của chúng ta và nhiều (hay đa số) thiên hà khác. Độ sáng mạnh của một quasar được cho là kết quả của những quá trình xảy ra trong một đĩa bồi tụ, hay đĩa vật chất bao xung quanh lỗ đen, vì những lỗ đen siêu khối này tiêu thụ các ngôi sao đi qua quá gần chúng.
Nhà thiên văn vật lí người Mĩ gốc Hoa Hong-Yee Chiu đã đặt ra tên gọi quasar trong số ra tháng 5 năm 1964 của tạp chí Physics Today.
Ngày nay, quasar xa nhất được biết là ULAS J1120+0641. Khoảng cách hợp thức của nó là 28,85 năm ánh sáng.
Nguồn: EarthSky.org
