Kính thiên văn James Webb phát hiện thiên hà xa nhất vũ trụ

Kính thiên văn James Webb đã phát hiện ra thiên hà xa nhất từng quan sát được cho đến nay, một lần nữa phá kỷ lục của chính nó. Thiên hà MoM-z14 là "thiên hà được xác nhận bằng phổ kế có khoảng cách xa nhất cho đến nay, mở rộng biên độ quan sát vũ trụ tới thời điểm chỉ cách vụ nổ Big Bang 280 triệu năm", các nhà khoa học cho hay trong một nghiên cứu mới trên arXiv.

Nói cách khác, ánh sáng từ MoM-z14 được phát ra chỉ 280 triệu năm sau khi vũ trụ ra đời và phải mất hơn 13 tỷ năm để ánh sáng đó đến Trái Đất rồi được Kính James Webb phát hiện bằng các cảm biến hồng ngoại cực nhạy.

JADES-GS-z14-0 từng là thiên hà xa nhất từng được Kính thiên văn James Webb phát hiện với độ dịch chuyển đỏ là 14,18. Nguồn: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA))

"Điều này thật thú vị. Nó xác nhận rằng thực sự có những thiên hà cực ký sáng trong vũ trụ", nhà vật lý thiên văn Charlotte Mason từ Đại học Copenhagen (người không tham gia nghiên cứu) chia sẻ với tạp chí New Scientist.

Từ khi bắt đầu hoạt động năm 2022, James Webb liên tục phát hiện ra nhiều thiên hà cổ xưa sáng hơn dự đoán, buộc các nhà khoa học phải xem xét lại các giả thuyết trước đó về giai đoạn đầu của vũ trụ.

"Nhóm thiên hà sáng bất ngờ này đã khiến cộng đồng thiên văn chấn động và đặt ra nhiều câu hỏi cơ bản về quá trình hình thành thiên hà trong 500 triệu năm đầu tiên sau Big Bang", các tác giả viết trong nghiên cứu.

Để xác nhận các vật thể phát sáng này có thực sự là các thiên hà cổ xưa hay không, nhóm nghiên cứu do nhà vật lý thiên văn Rohan Naidu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) dẫn đầu đã rà soát các hình ảnh James Webb hiện có nhằm kiểm tra các thiên hà tiềm năng ra đời từ sớm. Sau khi xác định MoM-z14 là mục tiêu tiềm năng, họ đã sử dụng James Webb để quan sát trực tiếp đối tượng vào tháng 4/2025.

Một cách để xác định độ tuổi của một vật thể trong vũ trụ là đo độ dịch chuyển đỏ (redshift) - hiện tượng ánh sáng từ các vật thể ở xa bị kéo dài ra thành bước sóng đỏ do sự giãn nở của vũ trụ. Vật thể càng xa, độ dịch chuyển đỏ càng lớn.

Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả xác nhận MoM-z14 có độ dịch chuyển đỏ là 14,44 - cao hơn kỷ lục trước đó thuộc về thiên hà JADES-GS-z14-0 với độ dịch chuyển đỏ là 14,18.

Xét theo lượng ánh sáng mà MoM-z14 phát ra, thiên hà này có kích thước khá nhỏ gọn, đường kính chỉ khoảng 240 năm ánh sáng, tức nhỏ hơn Dải Ngân Hà của chúng ta khoảng 400 lần. Khối lượng của nó tương đương với Đám Mây Magellan Nhỏ - một thiên hà lùn quay quanh Dải Ngân hà.

Các nhà khoa học quan sát MoM-z14 vào đúng thời điểm nó đang trải qua một đợt hình thành sao mạnh mẽ. Đặc biệt, thiên hà này còn có hàm lượng nitơ cao hơn so với carbon, tương tự các cụm sao cầu được phát hiện trong Dải Ngân hà. Đây là những nhóm sao cổ xưa, có kết cấu chặt chẽ, được cho là hình thành trong một vài tỷ năm đầu tiên của vũ trụ. Việc MoM-z14 có đặc điểm tương tự gợi ý rằng quá trình hình thành sao trong vũ trụ sơ khai có thể diễn ra theo cơ chế tương tự các giai đoạn muộn hơn.

Dù các nhà khoa học vẫn tiếp tục nỗ lực xác nhận thêm nhiều thiên hà có độ dịch chuyển đỏ cao, họ kỳ vọng sẽ phát hiện thêm nhiều ứng viên hơn nữa khi Kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman - một kính thiên văn hồng ngoại thế hệ mới với khả năng quan sát phạm vi rộng, được phóng lên quỹ đạo vào khoảng tháng 5/2027.

Tuy nhiên, chính James Webb có thể sẽ tiếp tục tự phá kỷ lục trước thời điểm đó.

“Kính thiên văn James Webb dường như đang sẵn sàng mở ra hàng loạt bước nhảy vọt trong việc mở rộng biên giới quan sát vũ trụ. Những độ dịch chuyển đỏ từng được xem là không tưởng, tiệm cận thời kỳ của những ngôi sao đầu tiên, giờ đây không còn xa nữa", các nhà nghiên cứu kết luận.

Kiều Anh/VOV.VN (biên dịch) Theo: Livescience