Phát hiện oxy trong thiên hà xa nhất từng được biết đến
Ngày 20/3, theo tờ Potilico, các nhà thiên văn học công bố phát hiện về sự tồn tại của oxy và các nguyên tố nặng trong thiên hà JADES-GS-z14-0, thiên hà xa nhất từng được quan sát, cách Trái Đất 13,4 tỷ năm ánh sáng.
Hình ảnh này cho thấy vị trí chính xác của thiên hà xa nhất được biết đến, có tên là JADES-GS-z14-0, được nhìn thấy như một chấm cực nhỏ trong chòm sao Fornax. Ảnh: edition.cnn.com
Khám phá này mang đến những bằng chứng quan trọng về tốc độ hình thành các thiên hà trong giai đoạn đầu của vũ trụ, đặt ra nhiều câu hỏi về các mô hình thiên văn hiện có.
JADES-GS-z14-0 được phát hiện vào tháng 1/2024 nhờ Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), công cụ quan sát ánh sáng hồng ngoại có khả năng nhìn ngược về thời kỳ sơ khai của vũ trụ. Ánh sáng từ thiên hà này đã mất 13,4 tỷ năm để đến Trái Đất, đồng nghĩa với việc các nhà khoa học đang quan sát thiên hà này khi vũ trụ mới chỉ khoảng 300 triệu năm tuổi. Dữ liệu này giúp cung cấp góc nhìn mới về quá trình hình thành và phát triển của các thiên hà đầu tiên.
Nhóm nghiên cứu sau đó sử dụng Kính viễn vọng ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) đặt tại Chile để tiếp tục phân tích và phát hiện sự tồn tại của oxy cùng một lượng lớn các nguyên tố nặng. Sự hiện diện của các nguyên tố này là một bất ngờ lớn, bởi theo các mô hình thiên văn trước đây, các thiên hà sơ khai thường chưa có đủ thời gian để hình thành nhiều thế hệ sao và tích lũy các nguyên tố nặng như vậy.
Kết quả phân tích cho thấy JADES-GS-z14-0 có kích thước lớn hơn và độ sáng cao hơn nhiều so với dự đoán. Trong số 700 thiên hà xa xôi được JWST quan sát, thiên hà này là thiên hà sáng thứ ba, mặc dù nó là thiên hà xa nhất. Điều này đi ngược lại giả thuyết rằng các thiên hà đầu tiên thường nhỏ và mờ hơn do vũ trụ khi đó có kích thước nhỏ hơn nhiều so với hiện tại.
Xem video: Hình ảnh từ nhiều kính thiên văn đã được tổng hợp để phóng to thiên hà trên khắp vũ trụ, với các chi tiết cuối cùng do Kính viễn vọng ALMA ghi lại. Nguồn: edition.cnn.com
Theo lý thuyết về sự hình thành thiên hà, các thiên hà thường bắt đầu từ những đám mây khí khổng lồ, chủ yếu chứa hydro và heli - hai nguyên tố nhẹ nhất. Khi các ngôi sao trong thiên hà tiến hóa, chúng tạo ra các nguyên tố nặng hơn như oxy và kim loại, sau đó phát tán vào không gian khi các ngôi sao phát nổ. Tuy nhiên, JADES-GS-z14-0 chứa lượng nguyên tố nặng nhiều gấp 10 lần so với dự đoán, cho thấy thiên hà này đã trải qua nhiều thế hệ sao hình thành và chết đi chỉ trong vài trăm triệu năm đầu của vũ trụ.
Sự kết hợp giữa JWST và ALMA đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu thiên hà này. JWST có thể giúp xác định các thiên hà cực xa, trong khi ALMA có thể phóng to để nghiên cứu thành phần khí và bụi bên trong các thiên hà nhờ khả năng phát hiện ánh sáng hồng ngoại xa. Sự hợp tác giữa hai kính viễn vọng này mang lại những dữ liệu quan trọng, giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về sự hình thành và tiến hóa của các thiên hà đầu tiên trong vũ trụ.
Việc phát hiện oxy trong JADES-GS-z14-0 đặt ra nhiều câu hỏi về quá trình hình thành sao trong giai đoạn đầu của vũ trụ. Một số nhà nghiên cứu đặt giả thuyết rằng các thiên hà sơ khai có thể đã hình thành số lượng lớn các ngôi sao trong thời gian ngắn, hay các ngôi sao này có quy mô lớn hơn so với dự đoán trước đây. Nếu giả thuyết này được xác nhận, nó có thể thay đổi cách nhìn về sự tiến hóa của các thiên hà ngay từ những giai đoạn đầu tiên của vũ trụ.
Hiện nhóm nghiên cứu đang tìm cách xác định liệu JADES-GS-z14-0 có phải là trường hợp đặc biệt hay không, hay có nhiều thiên hà khác cũng trải qua quá trình tiến hóa nhanh chóng tương tự. Nếu có thêm các thiên hà tương tự được phát hiện, các nhà khoa học có thể phải xây dựng lại các mô hình về sự hình thành thiên hà và những yếu tố chi phối sự phát triển của vũ trụ sơ khai.
