Vật thể hơn 13,5 tỉ năm tuổi “xuyên không” đến Trái Đất

Theo Science Alert, siêu kính viễn vọng James Webb vừa lập được kỷ lục mới khi bắt được hình ảnh của vật thể mang tên JADES-GS-z14-0, là một thiên hà tồn tại khi vũ trụ mới chỉ 290 triệu tuổi.

Vũ trụ – vốn khởi đầu từ sự kiện Vụ nổ Big Bang – cách hiện tại hơn 13,8 tỉ năm, điều này có nghĩa chúng ta đang nhìn vào một vật thể “xuyên không” từ thế giới hơn 13,5 tỉ năm trước.

Các nhà thiên văn học Stefano Carniani từ Đại học Scuola Normale Superiore (Ý) và Kevin Hainline từ Đại học Arizona (Mỹ) đã xác định được vật thể nhờ NIRSpec, công cụ quan sát quan phổ cận hồng ngoại siêu việt của James Webb.

Vào tháng 1-2024, NIRSpec đã quan sát thiên hà JADES-GS-z14-0 này trong gần 10 giờ. Khi quang phổ được xử lý, các nhà khoa học lập tức bất ngờ bởi độ dịch chuyển đỏ lên tới 14,32.

Dịch chuyển đỏ là hiện tượng xảy ra khi nguồn phát ra bức xạ dần dịch chuyển xa khỏi người quan sát, khiến bức xạ quan sát được dần bị kéo về phía vạch đỏ của quang phổ. Vì vậy, vật thể chúng ta nhìn thấy có màu đỏ hơn nhiều so với bản chất của chính nó.

Đối với thiên văn học, độ dịch chuyển đỏ thể hiện vật thể đó trên thực tế đã bị kéo đi xa khỏi vị trí trong hình ảnh mà chúng ta đang quan sát, do sự giãn nở của vũ trụ.

Kính viễn vọng có thể bắt được ánh sáng phát được từ rất xa nhưng ánh sáng cần thời gian để di chuyển. Do đó, thứ mà James Webb đang nhìn thấy ở nơi cách xa hàng tỉ năm ánh sáng thực ra là hình ảnh của nó vào thời điểm hàng tỉ năm trước.

Trong trường hợp của JADES-GS-z14-0, các yếu tố trên vô tình đã giúp nhân loại có được hình ảnh “xuyên không” của thiên hà khi nó còn non trẻ, tồn tại giữa vũ trụ sơ khai.

Điều đó cung cấp cái nhìn trực tiếp vào quá khứ, giúp các nhà khoa học có thêm dữ liệu về thời kỳ đầy bí ẩn gọi là “bình minh vũ trụ”, tức giai đoạn 1 tỉ năm đầu tiên hậu Big Bang.

Thiên hà cổ xưa này đã gây kinh ngạc vì rất lớn và rất sáng, hoàn toàn không giống như những gì các nhà thiên văn học đã dự đoán về các thiên hà trong “bình minh vũ trụ”.

Kích thước của nó cho thấy hầu hết ánh sáng phải đến từ các ngôi sao, chứ không phải ánh sáng rực rỡ từ không gian xung quanh một lỗ đen siêu lớn đang phát triển. Thiên hà này cũng giàu bụi và oxy một cách không thể tin nổi.

Vũ trụ ban đầu chỉ có hydro và heli. Các nguyên tố nặng cần phải được tạo ra bên trong các ngôi sao, sau đó các ngôi sao này phải phát nổ để phân tán.

Vì vậy, vật thể siêu đỏ, siêu sáng này gợi ý rằng nhiều thế hệ sao nặng chắc hẳn đã sống và chết vào khoảng 300 triệu năm hậu Big Bang.

Điều này ủng hộ một mối hoài nghi rằng Bình minh vũ trụ là thời kỳ vũ trụ phát triển cực nhanh, với những ngôi sao siêu khổng lồ sinh ra và chết đi chỉ trong vài triệu năm, các thiên hà cũng tích cực phát triển và nuốt nhau để đạt được kích thước lớn.

Còn những gì chúng ta nhìn thấy ngày này là một vũ trụ có thể đang già, phát triển chậm lại và bình ổn hơn.