Phát hiện 3 thực thể cổ xưa được khai sinh trong vùng hỗn mang ngay sau vụ nổ Bigbang

Sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb, các nhà nghiên cứu của Đại học Copenhagen đã trở thành những người đầu tiên nhìn thấy sự hình thành của ba thiên hà sớm nhất trong vũ trụ, hơn 13 tỷ năm trước.

Khám phá giật gân này đóng góp những kiến thức quan trọng về vũ trụ và hiện đã được công bố trên các tạp chí khoa học.

Lần đầu tiên trong lịch sử thiên văn học, các nhà nghiên cứu chứng kiến sự ra đời của ba thiên hà sớm nhất trong vũ trụ, vào khoảng từ 13,3 đến 13,4 tỷ năm trước.

Khám phá này được thực hiện bằng Kính viễn vọng không gian James Webb, kính viễn vọng này đã mang lại những “quan sát trực tiếp” đầu tiên về các thiên hà xa xôi.

Thông qua kính thiên văn, các nhà nghiên cứu có thể nhìn thấy tín hiệu từ một lượng lớn khí tích tụ và bồi tụ lên một thiên hà nhỏ đang trong quá trình hình thành.

Kính thiên văn không gian James Webb.

Mặc dù đây là cách mà các thiên hà được hình thành theo lý thuyết và được mô phỏng bằng máy tính, nhưng thực tế quá trình này chưa bao giờ được chứng kiến bởi quan sát của con người.

Các nhà nghiên cứu ước tính sự ra đời của ba thiên hà cổ xưa đã xảy ra khoảng 400-600 triệu năm sau Vụ nổ lớn Bigbang, vụ nổ khai sinh ra vũ trụ. Dù quãng thời gian nghe có vẻ dài nhưng nó tương ứng với lý thuyết các thiên hà được hình thành trong khoảng 3 đến 4% của tổng thời gian tồn tại 13,8 tỷ năm trong vũ trụ.

Ngay sau Vụ nổ Bigbang, vũ trụ là một khối khí khổng lồ mờ đục gồm các nguyên tử hydro – không giống như ngày nay, nơi bầu trời đêm lấm tấm những ngôi sao được xác định rõ ràng.

Trong vài trăm triệu năm sau Vụ nổ Bigbang, những ngôi sao đầu tiên hình thành, trước khi các ngôi sao và khối khí bắt đầu kết hợp thành các thiên hà.

Sự hình thành của các thiên hà diễn ra vào một thời điểm trong lịch sử vũ trụ được gọi là Kỷ nguyên Tái ion hóa, khi năng lượng và ánh sáng của một số thiên hà đầu tiên xuyên qua đám sương khí hydro.

Sau đó, các ngôi sao kết hợp lại thành các thiên hà. Những thiên hà lâu đời nhất mà chúng ta biết đến được hình thành khoảng 3-400 triệu năm sau Vụ nổ lớn. Hệ mặt trời của chúng ta ra đời khoảng 4,6 tỷ năm trước – hơn 9 tỷ năm sau Vụ nổ lớn.

Chính xác là một lượng lớn khí hydro đã được các nhà nghiên cứu thu được bằng tầm nhìn hồng ngoại của Kính viễn vọng không gian James Webb.

Đây là phép đo xa nhất về khí hydro trung tính, lạnh, là khối xây dựng nên các ngôi sao và thiên hà, được các nhà nghiên cứu khoa học phát hiện cho đến nay.

Các nhà nghiên cứu đã có thể đo lường sự hình thành các thiên hà đầu tiên của vũ trụ bằng cách sử dụng các mô hình phức tạp về cách ánh sáng từ các thiên hà này được hấp thụ bởi khí trung tính nằm trong và xung quanh chúng. Quá trình chuyển đổi này được gọi là quá trình chuyển đổi Lyman-alpha.

Bằng cách đo ánh sáng, các nhà nghiên cứu có thể phân biệt được khí từ các thiên hà mới hình thành với các loại khí khác. Những phép đo này chỉ có thể thực hiện được nhờ khả năng quang phổ hồng ngoại cực kỳ nhạy của Kính viễn vọng không gian James Webb.

Theo các nhà nghiên cứu, những kiến thức mới góp phần trả lời một trong những câu hỏi cơ bản nhất của nhân loại.