Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) của NASA đã phát hiện ra rằng, các lỗ đen siêu khối lượng kìm hãm tốc độ hình thành sao mới trong các thiên hà, đặc biệt là khi các thiên hà trưởng thành. Nghiên cứu này, dựa trên quan sát cụm thiên hà sơ khai Spiderweb, một cụm thiên hà cách Trái đất khoảng 11 tỷ năm ánh sáng, không chỉ cung cấp thông tin quan trọng về sự tiến hóa của thiên hà, mà còn tiết lộ tác động sâu sắc của lỗ đen đối với sự tiến hóa của cấu trúc vũ trụ.
Một nhóm nghiên cứu do GS Rhythm Shimakawa thuộc Đại học Waseda dẫn đầu đã phân tích 19 thiên hà, bằng cách sử dụng Camera hồng ngoại gần (NIRCam) của Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST). Kết quả cho thấy các thiên hà có lỗ đen siêu khối lượng hoạt động mạnh ở trung tâm có tỷ lệ hình thành sao thấp hơn đáng kể so với các thiên hà khác. Thông thường, các ngôi sao được hình thành thông qua sự sụp đổ của khí hydro lạnh và sự kích hoạt phản ứng tổng hợp hạt nhân, nhưng khi lỗ đen phát triển đến kích thước gấp hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ lần Mặt Trời, lượng khí tích tụ trong quá trình bồi tụ và hiệu ứng phun trào sẽ làm mất đi các điều kiện cần thiết cho sự hình thành sao trong thiên hà.
Cụm thiên hà Spiderweb Protocluster hiện là đối tượng quan sát lý tưởng để nghiên cứu mối quan hệ giữa các lỗ đen siêu khối lượng và các thiên hà, vì các quan sát về cụm thiên hà này mô tả vũ trụ trong vòng 3 tỷ năm sau Vụ nổ lớn Big Bang. Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng, 8 thiên hà trong cụm này sở hữu các lỗ đen siêu khối lượng hoạt động mạnh, trong khi 11 thiên hà còn lại tương đối yên tĩnh. Bằng cách so sánh dữ liệu bức xạ ion hóa hydro và tia X, nhóm nghiên cứu đã xác nhận rằng, các thiên hà có lỗ đen siêu khối lượng hoạt động mạnh nhất có tỷ lệ hình thành sao thấp nhất, củng cố thêm lập luận rằng, chính lỗ đen ức chế sự phát triển sao của thiên hà.
Nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng, các thiên hà hình elip (giai đoạn cuối cùng của quá trình tiến hóa thiên hà) hầu như không có dấu hiệu hình thành sao mới. Những thiên hà này thường được hình thành thông qua nhiều vụ sáp nhập thiên hà, trong đó khối lượng của các lỗ đen trung tâm tăng lên đáng kể. Sự bồi tụ vật chất bởi các lỗ đen và các luồng phản lực tương đối của chúng không chỉ khiến khí thoát ra ngoài thiên hà, mà còn đẩy nhanh sự tan rã cấu trúc bên trong của thiên hà, cuối cùng biến những thiên hà này thành "thiên hà chết" hầu như không thể tạo ra sao mới.
GS Shimakawa cho biết, mặc dù nghiên cứu này làm sáng tỏ hơn mối quan hệ giữa lỗ đen và sự hình thành sao, nhưng cần thêm nhiều quan sát để hiểu rõ các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến sự tiến hóa của thiên hà, chẳng hạn như cơ chế năng lượng và tương tác môi trường xung quanh lỗ đen. Phát hiện này mang đến cho các nhà thiên văn học một góc nhìn hoàn toàn mới và có ý nghĩa sâu sắc trong việc lấp đầy những khoảng trống khoa học về sự tiến hóa của thiên hà.
