Kính viễn vọng James Webb phát hiện song sinh của Dải Ngân hà ở nơi xa nhất của vũ trụ
Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đã phát hiện một Thiên hà ở nơi xa nhất trong vũ trụ, giống như anh em sinh đôi của Dải Ngân hà. Thiên hà này có tên ceers-2112, đã có lịch sử hơn 11.7 tỷ năm tuổi, là Thiên hà xoắn ốc có thanh chắn lâu đời nhất được phát hiện cho đến nay.
Thiên hà xoắn ốc có thanh chắn (Barred Spiral Galaxy) là chỉ một Thiên hà xoắn ốc có hình dạng thanh ngắn do sự tập hợp của các ngôi sao ở giữa. Mô hình vũ trụ hiện tại cho thấy các thiên hà xoắn ốc có thanh chắn chỉ bắt đầu xuất hiện khoảng 6.9 tỷ năm sau Vụ nổ lớn ( Big Bang). Vì vậy, các nhà thiên văn học đã rất ngạc nhiên trước Thiên hà mới được phát hiện này.
Các nhà nghiên cứu cho biết khám phá mới nhất này đã được công bố trên tạp chí Nature hôm 08/11. Nó có thể lật đổ các mô hình vũ trụ hiện có và nhận thức của chúng ta về sự ảnh hưởng của vật chất tối đến sự hình thành của các Thiên hà sơ khai.
Sinh ra trong giai đoạn thơ ấu của vũ trụ
Với khả năng chụp ảnh tiên tiến, Kính thiên văn James Webb cho phép chúng ta quan sát vũ trụ sơ khai chính xác hơn bao giờ hết.
Nghiên cứu mới nhất này cũng không ngoại lệ. Đối với nhiều người, có thể những hình ảnh này chẳng khác gì một đốm màu đầy màu sắc – vốn là loại hình ảnh mà chúng ta thường thấy của vũ trụ sơ khai.
Tuy nhiên, với các công cụ đo lường chính xác của Kính thiên văn James Webb, các khoa học gia đã có thể trích xuất thông tin quan trọng về đặc điểm của Thiên hà ceers-2112. Kết quả cho thấy, đây là một Thiên hà xoắn ốc có thanh chắn.
Nhưng Thiên hà này có giá trị dịch chuyển đỏ là 3. Đây là thuật ngữ kỹ thuật cho thấy nó xuất hiện vào khoảng 2 tỷ năm sau khi vũ trụ ra đời. Vì vậy, đây cũng chính là một nan đề, bởi vì đối với một vũ trụ trẻ như vậy, để hình thành các thiên hà xoắn ốc có thanh chắn là một việc vô cùng khó khăn.
Các mô hình trước đây cho thấy những Thiên hà phức tạp như vậy phải mất ít nhất hàng tỷ năm mới có thể diễn hóa thành hình. Các khoa học gia từng cho rằng không thể tìm thấy các Thiên hà xoắn ốc có thanh chắn trước khi vũ trụ khoảng 6.9 tỷ năm tuổi.
Ông Alexander de la Vega, nhà vật lý và vũ trụ học của Đại học California tại Riverside, cho biết: “Việc phát hiện ra Thiên hà ceers-2112 cho thấy sự hình thành của nó chỉ bằng một phần nhỏ so với những gì người ta nghĩ trước đây, tức khoảng một tỷ năm hoặc ít hơn.”
Bà Yetli Rosas Guevara, nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm Vật lý Quốc tế ở Donostia, Tây Ban Nha, là người không tham gia vào nghiên cứu này. Bà nói với tờ El Pais ở Tây Ban Nha rằng: “Đây là luận văn đầu tiên phát hiện ra rằng, trong giai đoạn sơ khai của vũ trụ đã xuất hiện một Thiên hà xoắn ốc có trung tâm hình thanh chắn.”
Có thể tiết lộ bí mật của vật chất tối
Phát hiện mới này cho thấy, mô hình lý thuyết dự đoán trạng thái ban đầu của vũ trụ có tồn tại vấn đề.
Ông Vega nói: “Trong quá khứ, khi vũ trụ còn rất trẻ, các Thiên hà không ổn định và hỗn loạn. Người ta cho rằng trong các Thiên hà ở vũ trụ sơ khai, các Thiên hà có trung tâm hình thanh chắn không thể hình thành hoặc tồn tại được thời gian rất dài.”
Ông Luca Costantin, nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm Sinh học vũ trụ ở Madrid, tác giả chính của nghiên cứu này, nói với trang web Space.com rằng các mô phỏng về mặt lý thuyết “rất khó để tái tạo một hệ thống như vậy trong vũ trụ sơ khai. Chúng ta hiện tại cần tìm hiểu xem trong mô hình còn thiếu những thành phần vật lý quan trọng nào.”
Một yếu tố gây tranh cãi trong đó là vai trò của vật chất tối trong quá trình hình thành ban đầu của các Thiên hà.
Mỗi cá nhân, hành tinh, Thiên hà và mọi thứ có thể quan sát được trên Trái đất đều được tạo thành từ vật chất thông thường (tức là baryon). Tuy nhiên, các nhà vật lý cho rằng baryon chỉ chiếm 5% vũ trụ, trong 95% còn lại thì vật chất tối chiếm khoảng 27%, năng lượng tối chiếm khoảng 68%, và chúng vẫn là những bí ẩn rất lớn trong vật lý học.
Ông Jairo Abreu, nhà nghiên cứu tại Đại học La Laguna, đồng tác giả của nghiên cứu này, nói với trang web Space.com rằng một số mô hình cho thấy có rất nhiều vật chất tối trong vũ trụ sơ khai.
Tuy nhiên, điều này không có quá nhiều ý nghĩa đối với phát hiện mới nhất. “Các Thiên hà xoắn ốc có thanh chắn có nhiều khả năng được cấu tạo từ baryon,” ông Abreu nói.
