Phát hiện bất ngờ làm đảo lộn các giả thuyết về bình minh của vũ trụ

Thứ năm, 23/02/2023

Các nhà thiên văn học đã sử dụng kính viễn vọng không gian James Webb để quay ngược thời gian về những ngày bình minh của vũ trụ và phát hiện điều bất ngờ.

Phát hiện bất ngờ làm đảo lộn các giả thuyết về bình minh của vũ trụ — Kính viễn vọng James Webb chụp được hình ảnh của 6 thiên hà khổng lồ. Một trong số đó (phía dưới bên trái) có thể chứa nhiều sao như Dải Ngân hà của chúng ta, nhưng nhỏ gọn hơn 30 lần. Ảnh: NASA

Kính viễn vọng James Webb đã phát hiện sáu thiên hà khổng lồ tồn tại từ 500 triệu đến 700 triệu năm sau vụ nổ lớn tạo ra vũ trụ. Theo nghiên cứu mới đăng tải trên tạp chí Nature ngày 22.2, phát hiện này hoàn toàn làm đảo lộn các lý thuyết hiện có về nguồn gốc của các thiên hà.

Đồng tác giả nghiên cứu Joel Leja, phó giáo sư thiên văn học và vật lý thiên văn tại Đại học Bang Penn (Mỹ), cho biết: “Những vật thể này nặng hơn nhiều so với dự đoán của bất kỳ ai. Chúng tôi tưởng chỉ tìm thấy các thiên hà nhỏ, trẻ, bé vào thời điểm này, nhưng chúng tôi đã phát hiện ra các thiên hà trưởng thành ở nơi trước đây được hiểu là bình minh của vũ trụ”.

Kính viễn vọng quan sát vũ trụ bằng ánh sáng hồng ngoại mà mắt người không nhìn thấy được và có khả năng phát hiện ánh sáng mờ nhạt từ các ngôi sao và thiên hà cổ đại. Bằng cách nhìn vào vũ trụ xa xôi, kính viễn vọng về cơ bản có thể nhìn ngược thời gian lên tới khoảng 13,5 tỉ năm trước. (Các nhà khoa học xác định vũ trụ khoảng 13,7 tỉ năm tuổi).

Leja nói, phát hiện về sự hình thành của những thiên hà khổng lồ từ rất sớm đã đảo ngược giả thuyết về buổi sơ khai của vũ trụ. “Chúng tôi đã gọi những vật thể này một cách không chính thức là 'những kẻ phá vỡ vũ trụ' - và cho đến nay chúng vẫn sống đúng với tên gọi của chúng" - Leja cho hay.

Các thiên hà quá lớn đến mức chúng mâu thuẫn với 99% mô hình đại diện cho các thiên hà sơ khai trong vũ trụ, điều đó có nghĩa là các nhà khoa học cần suy nghĩ lại về cách các thiên hà hình thành và phát triển. Lý thuyết hiện tại cho rằng các thiên hà bắt đầu là những đám mây sao và bụi nhỏ phát triển theo thời gian.

Leja nói: “Lần đầu tiên chúng tôi nhìn vào vũ trụ từ thuở sơ khai và không biết mình sẽ tìm thấy gì. Hóa ra chúng tôi đã tìm thấy một thứ quá bất ngờ, nó thực sự gây ra vấn đề cho khoa học. Nó đặt câu hỏi về toàn bộ bức tranh về sự hình thành thiên hà ban đầu”.

Kính viễn vọng James Webb phát hiện tinh vân NGC 346 - một trong những vùng hình thành sao năng động nhất gần dải Thiên Hà, nằm ở thiên hà lùn có tên Small Megallanic Cloud. Ảnh: NASA

Leja và các đồng nghiệp bắt đầu phân tích dữ liệu Webb, cùng với những hình ảnh có độ phân giải cao đầu tiên của kính thiên văn, sau khi chúng được công bố vào tháng 7 năm ngoái. Các thiên hà xuất hiện dưới dạng các điểm sáng lớn và nhóm nghiên cứu đã rất ngạc nhiên khi nhìn thấy chúng - quá ngạc nhiên, họ nghĩ rằng mình đã mắc sai lầm khi diễn giải dữ liệu.

Leja cho biết, cách để xác định lý do tại sao các thiên hà phát triển nhanh như vậy là chụp ảnh quang phổ của các thiên hà, bao gồm việc tách ánh sáng thành các bước sóng khác nhau để xác định các nguyên tố khác nhau, cũng như xác định khoảng cách thực sự của các thiên hà. Dữ liệu quang phổ sẽ cung cấp cái nhìn chi tiết hơn về các thiên hà và kích thước ấn tượng của chúng.

“Một quang phổ sẽ ngay lập tức cho chúng ta biết những thứ này có thật hay không. Nó sẽ cho chúng ta thấy chúng lớn như thế nào, chúng ở bao xa. Điều thú vị là chúng tôi có tất cả những điều mà chúng tôi hy vọng biết được từ James Webb. Chúng tôi đã tìm thấy một thứ mà chúng tôi chưa bao giờ nghĩ sẽ hỏi vũ trụ, và nó xảy ra nhanh hơn tôi nghĩ rất nhiều”.

Cũng có thể các thiên hà được xác định bằng dữ liệu Webb thực sự là một thứ hoàn toàn khác.

Leja nói: “Mặc dù dữ liệu cho thấy chúng có khả năng là các thiên hà, nhưng tôi nghĩ có khả năng thực sự là một số vật thể trong số này có thể lại là các hố đen siêu lớn bị che khuất. Bất chấp điều đó, với những gì phát hiện được, chúng tôi biết rằng các ngôi sao ở giai đoạn này của vũ trụ của chúng ta lớn hơn tới 100 lần so với những gì chúng ta nghĩ trước đây. Ngay cả khi chúng tôi cắt đôi mẫu, đây vẫn là một sự thay đổi đáng kinh ngạc”.

Theo Báo Lao động