Phát hiện mới từ kính viễn vọng 10 tỷ USD

Thiên hà El Gordo dùng làm thấu kính khổng lồ, giúp nhìn thấy những thiên hà phía sau. Ảnh: NASA.

Trong bài nghiên cứu đăng trên arXiv, các nhà khoa học tại Đại học Cantabria (Tây Ban Nha) đã phát hiện 28 thiên hà chưa từng được tìm thấy trước đây, bao gồm thiên hà nhỏ nhất ngoài cụm địa phương (local universe) mà con người từng phát hiện.

Để quan sát thiên hà, các nhà khoa học đã thu thập dữ liệu từ kính viễn vọng James Webb, sử dụng cụm thiên hà nặng nhất từng được biết đến, có tên El Gordo làm thấu kính khổng lồ.

El Gordo được phát hiện lần đầu vào năm 2011. Tính toán cho thấy thiên hà có khối lượng gấp 3 triệu tỷ lần so với Mặt Trời, đạt mức giới hạn của lý thuyết vũ trụ tiêu chuẩn.

Nhờ khối lượng khổng lồ, thiên hà có thể được dùng như thấu kính hấp dẫn với khả năng bẻ cong, phóng đại ánh sáng từ các ngôi sao và thiên hà phía sau, những vật thể mà chúng ta không thể nhìn thấy theo cách thông thường.

Dựa trên dữ liệu ánh sáng hồng ngoại của El Gordo, các nhà khoa học đã tìm thấy hàng chục thiên hà mới. Trong đó, có một thiên hà lùn được phát hiện từ sự dao động ánh sáng kỳ lạ từ thiên hà khác, mang tên La Flaca.

Thông qua El Gordo, ánh sáng của thiên hà được kéo dài thành hình vòng cung. "Cách duy nhất để giải thích hiện tượng trên chính là một thiên hà nhỏ bé, có thể là thiên hà lùn", Diego cho biết.

Khối lượng của thiên hà trên được cho nhỏ hơn 1.000 lần so với Dải Ngân hà. Nếu dữ liệu được xác nhận, đó sẽ là thiên hà nhỏ nhất từng được quan sát nằm ngoài cụm thiên hà địa phương (local universe), bao gồm Dải Ngân hà cùng một số thiên hà lân cận.

Diego cho biết nếu được xác nhận, thiên hà trên có thể nằm ngoài một số mô hình vật lý hiện nay. "Trên thực tế, bạn có thể nhận thấy thiên hà này không phù hợp với một số mô hình vật chất tối, cho rằng vật chất tối có thể mang nhiệt độ cao. Vật chất tối nhiệt độ cao sẽ có vận tốc quá lớn để tạo thành thiên hà nhỏ như thế này", Diego chia sẻ.

Những tấm gương dát vàng của James Webb. Ảnh: NASA.

Theo NewScientist, Diego và các cộng sự còn phát hiện một ngôi sao khổng lồ màu đỏ, loại sao chưa từng được nhìn thấy bên ngoài cụm thiên hà địa phương, được xác định nhờ cảm biến hồng ngoại của James Webb.

Nếu những ngôi sao với màu đỏ tương tự được phát hiện, các nhà khoa học có thể sử dụng chúng để ước tính khoảng cách các vật thể xa xôi, đồng thời tính toán sự giãn nở của vũ trụ.

Hiện nay, các nhà khoa học sử dụng siêu tân tinh (supernova) - quá trình kết thúc vòng đời của một ngôi sao già - để tính toán. Tuy nhiên, không phải lúc nào phương pháp trên cũng cho kết quả chính xác.

James Webb được phóng vào tháng 12/2021, hoạt động chính thức từ tháng 7 năm nay sau khi hiệu chỉnh. Đây là bản kế nhiệm của kính viễn vọng Hubble, dùng để phát hiện các ngôi sao, thiên hà cổ đại, phục vụ tìm hiểu lịch sử hình thành của vũ trụ. Những công cụ hiện đại giúp James Webb thu thập nhiều chi tiết hơn so với Hubble.

Felipe Menanteau, nhà nghiên cứu từ Đại học Illinois đánh giá cao việc tìm thấy những thiên hà lùn xa xôi và ngôi sao khổng lồ màu đỏ bên ngoài cụm địa phương. Tuy nhiên về bản chất, vẫn cần nhiều dữ liệu hơn để đóng góp vào mô hình nghiên cứu lịch sử vũ trụ.

Phúc Thịnh