Phát hiện “báu vật” hơn 13 tỉ năm từ vòng cung Đá Quý Vũ Trụ
Kính viễn vọng không gian James Webb đã quan sát được 5 vật thể có thể là những cụm sao hiện diện sớm nhất trong thời kỳ Bình minh vũ trụ.
Theo Live Science, một nhóm khoa học gia đã sử dụng James Webb để quan sát thành công 5 cụm sao cầu dày đặc trong thiên hà cổ đại “Đá Quý Vũ Trụ” ( Cosmic Gems).
Cosmic Gems được nhìn thấy dưới dạng một vòng cung ánh sáng, nên hay được gọi là “vòng cung Đá Quý vũ trụ”, tồn tại vào thời điểm chỉ 460 triệu năm sau sự kiện Vụ nổ Big Bang.
Do vậy, 5 cụm sao cầu nguyên thủy vừa được quan sát có thể đại diện cho những vật thể ra đời đầu tiên từ “vùng hỗn mang” ban đầu của vũ trụ nay đã 13,8 tỉ năm t.uổi.
Các cụm sao cầu bên trong thiên hà Đá Quý Vũ Trụ (Cosmic Gems) được nhìn thấy nhờ hiệu ứng phóng to của một thiên hà thấu kính t.iền cảnh – Ảnh: NASA/ESA/CSA
Theo TS Angela Adamo từ Đại học Stockholm (Thụy Điển), tác giả đầu tiên của bài công bố trên tạp chí khoa học Nature, đó là một quan sát may mắn nhờ hiệu ứng thấu kính hấp dẫn.
Ánh sáng cần một thời gian tương ứng với khoảng cách để đi đến Trái Đất, vì vậy những gì chúng ta đang nhìn thấy về một vật thể sơ khai chính là hình ảnh của vật thể đó trong quá khứ, với vị trí của quá khứ, khi nó chưa bị đẩy đi quá xa do sự giãn nở của vũ trụ.
Mặc dù vậy, quan sát một vật thể ở khoảng cách hơn 13 tỉ năm ánh sáng vẫn là một thử thách với cả James Webb.
Video đang HOT
Thế nhưng, một thiên hà to lớn mang tên SPT-CL J0615-5746 đã vô tình nằm chính giữa thiên hà của chúng ta và Cosmic Gems, trở thành một chiếc kính lúp khổng lồ phóng to thiên hà cổ đại, tăng sức mạnh cho James Webb.
Những vật thể như SPT-CL J0615-5746 được thiên văn học gọi là thấu kính hấp dẫn, bởi chính lực hấp dẫn khổng lồ của thiên hà đã bẻ cong không – thời gian, bẻ cong ánh sáng truyền qua đó, từ đó gây ra hiệu ứng phóng to.
Hiệu ứng này đã khiến chúng ta không thấy Cosmic Gems dưới dạng một thiên hà bình thường, mà ánh sáng từ nó bị méo mó, khiến hình ảnh thiên hà bị biến dạng thành vòng cung. Tuy nhiên, quan trọng nhất là nó trở nên đủ lớn để thấy rõ 5 cụm sao cầu bên trong.
Cụm sao cầu là một cụm sao mật độ cao, được liên kết với nhau bằng lực hấp dẫn mạnh mẽ, nhờ đó giúp các ngôi sao kéo dài t.uổi thọ. Vì vậy, các cụm sao cầu trở thành các “hóa thạch” của vũ trụ mà các nhà khoa học luôn săn tìm.
Các cụm sao bên trong Cosmic Gems cực kỳ dày đặc, dày đặc hơn khoảng 3 bậc so với các vùng hình thành sao được quan sát ở gần Trái Đất hơn.
Các cụm sao cầu này là những cái cổ xưa nhất từng được quan sát, mặc dù chưa thể chắc chắn rằng chúng là những cụm sao cầu đầu tiên ra đời trong vũ trụ.
Tuy vậy, chúng đã là bằng chứng đáng ngạc nhiên cho thấy sự hình thành sao thực ra rất mạnh mẽ trong các thiên hà trước đây bị tưởng rằng rất đơn sơ, bé nhỏ trong thời kỳ Bình minh vũ trụ – tức 1 tỉ năm đầu tiên hậu Big Bang.
Rõ ràng từ thuở sơ khai này, việc hình thành sao theo cụm đã diễn ra.
“Để hình thành các cụm sao cầu nguyên thủy khổng lồ thiên hà chủ cần có khả năng tạo ra và giữ đủ khối lượng khí. Vì vậy, tất cả phụ thuộc vào tốc độ phát triển của các thiên hà nguyên thủy” – TS Adamo cho biết.
Đó là một bằng chứng mới ủng hộ giả thuyết ngày càng được chấp nhận vài năm gần đây, kể từ khi nhân loại có James Webb: Vũ trụ vài tỉ năm đầu đời đã phát triển rất mạnh mẽ, nhanh và phức tạp, thậm chí còn hơn tốc độ ngày nay rất nhiều.
Xuất hiện vật thể 13,1 tỉ t.uổi "lẽ ra không tồn tại"
Một vật thể thách thức các lý thuyết vũ trụ học đã được kính viễn vọng không gian James Webb chụp được từ nơi bình minh của vũ trụ.
Trong hình ảnh "xuyên không" mà James Webb chụp được về vũ trụ 13,1 tỉ năm trước, vật thể mang tên JADES-GS-z7-01-QU hiện ra một cách không thể giải thích được.
Nó là một thiên hà đã đi hết vòng đời giữa lúc lẽ ra mọi thiên hà trong vũ trụ non trẻ mới chỉ bắt đầu thành hình, theo Live Science.
Vật thể bí ẩn trong vũ trụ sơ khai là một thiên hà đã tiến hóa và c.hết đi nhanh bất thường - Ảnh: NASA/ESA/CSA
Với tầm nhìn xa hàng tỉ năm ánh sáng, đôi khi may mắn được hỗ trợ bởi những chiếc "kính lúp vũ trụ", James Webb có thể nhìn sâu vào quá khứ.
Bởi lẽ, ánh sáng cần một quãng thời gian tương ứng để đi đến mắt hay thiết bị của người Trái Đất nên hình ảnh của JADES-GS-z7-01-QU mà kính viễn vọng chụp được thật ra là hình ảnh của nó trong quá khứ, ở vị trí và trạng thái của 13,1 tỉ năm trước.
Đến nay thiên hà c.hết này có thể đã co cụm thành một thứ gì đó nhỏ bé hơn, hoặc bị tái hợp với thứ gì khác, cũng như trôi rất xa khỏi tầm có thể quan sát được do sự giãn nở của vũ trụ.
Không chỉ cung cấp cho nhân loại một cái nhìn về vũ trụ sơ khai, JADES-GS-z7-01-QU còn làm đảo lộn các lý thuyết vũ trụ học.
Công bố phát hiện trên tạp chí khoa học Nature, TS Tobias Looser từ Đại học Cambridge (Anh) và các cộng sự cho biết các thiên hà phải cần nguồn cung cấp khí dồi dào để hình thành sao, và vũ trụ sơ khai như một bữa tiệc linh đình.
Vì vậy, JADES-GS-z7-01-QU đã c.hết - tức ngưng hình thành sao - trong giai đoạn này là một điều vô lý.
Ngoài ra, tất cả các mô hình hiện tại đều không thể giải thích được vì sao thiên hà này đã hình thành tới mức đó để có thể kịp c.hết đi trong vòng 700 triệu năm đầu tiên của vũ trụ. Vũ trụ của chúng ta hiện 13,8 tỉ năm t.uổi.
"Mọi thứ dường như diễn ra nhanh hơn và kịch tính hơn trong vũ trụ sơ khai" - TS Looser nói.
Phân tích sâu hơn, họ có thể giải thích một phần nào đó sự ra đời và c.hết đi quá nhanh của JADES-GS-z7-01-QU: Nó đã hình thành sao một cách cực kỳ mạnh mẽ trong khoảng 30-90 triệu năm trước khi c.hết đột ngột.
Nhưng họ vẫn chưa biết điều gì đã dập tắt quá trình đó. Tuy vậy, có một số giả thuyết, ví dụ sự nhiễu loạn bên trong bởi bức xạ từ một lỗ đen "quái vật" bất ngờ hoạt động quá mạnh, đẩy mất khí ra khỏi thiên hà và khiến nó mất đi nguyên liệu hình thành sao.
Một khả năng hấp dẫn khác là môi trường xung quanh thiên hà vào lúc vũ trụ còn non trẻ không bổ sung đủ lượng khí mà thiên hà đói khát này cần, dẫn đến việc nó "chết đói" giữa chừng.
Thế nhưng tất cả các kịch bản hiện chỉ là suy đoán. Để hiểu rõ hơn, các nhà khoa học sẽ cần tìm kiếm nhiều vật thể lạ lùng như thế nữa trong vũ trụ sơ khai. Và có một điều chắc chắn, nhiều lý thuyết cơ bản về tiến hóa vũ trụ sẽ cần được viết lại.
Lần đầu tiên chứng kiến quá trình hố đen thức giấc, nuốt chửng vật chất xung quanh Các nhà thiên văn học đã chứng kiến một cảnh tượng chưa từng thấy trong vũ trụ: Đó là sự thức giấc của hố đen siêu nặng ở trung tâm một thiên hà xa xôi. Vào cuối năm 2019, một nhóm các nhà thiên văn học đã chú ý đến một thiên hà không mấy nổi bật có tên là SDSS1335 0728, nằm...
