Phát hiện oxy trong thiên hà xa nhất từng được tìm thấy

2 ngày trướcBài gốc

Các nhà thiên văn học tin rằng vụ nổ lớn (Big Bang) đã tạo ra vũ trụ cách đây 13,8 tỷ năm.

Thiên hà xa xôi sáng chói và lớn bất thường này có tên là JADES-GS-z14-0, ban đầu được phát hiện vào tháng 1/2024 bằng kính viễn vọng không gian James Webb, quan sát vũ trụ bằng ánh sáng hồng ngoại mà mắt người không nhìn thấy được. Đài quan sát không gian này có thể nhìn ngược về thời điểm bắt đầu của một kỷ nguyên bí ẩn có tên là Bình minh vũ trụ, tức vài trăm triệu năm đầu tiên sau vụ nổ lớn khi các thiên hà đầu tiên ra đời. James Webb nó có thể quan sát ánh sáng đã di chuyển hàng tỷ năm qua không gian đến Trái đất.

Ánh sáng từ JADES-GS-z14-0 mất 13,4 tỷ năm để đến được góc vũ trụ của chúng ta, vì vậy Webb và các đài quan sát khác như ALMA, hay Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ở Sa mạc Atacama của Chile, đang nhìn thấy thiên hà này khi vũ trụ chỉ mới khoảng 300 triệu năm tuổi.

Khi các nhà thiên văn học sử dụng các đài quan sát thiên văn khác như đài quan sát ALMA ở Chile để theo dõi các quan sát ban đầu của Webb, họ đã vô cùng kinh ngạc khi phát hiện ra sự hiện diện của oxy và kim loại nặng ở thiên hà JADES-GS-z14-0 vì sự hiện diện của chúng cho thấy các thiên hà hình thành nhanh hơn dự kiến trong những ngày đầu của vũ trụ.

Kết quả phát hiện của ALMA đã được công bố trong tuần này trong các nghiên cứu riêng biệt trên Tạp chí Vật lý thiên văn và Tạp chí Thiên văn học và Vật lý thiên văn.

Vị trí thiên hà JADES-GS-z14-0

Sander Schouws, tác giả chính của nghiên cứu trên Tạp chí Vật lý thiên văn và là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đài quan sát Leiden thuộc Đại học Leiden ở Hà Lan nhận định: “Kết quả cho thấy thiên hà này hình thành rất nhanh và cũng đang trưởng thành nhanh chóng, bổ sung thêm bằng chứng ngày càng tăng cho thấy quá trình hình thành thiên hà diễn ra nhanh hơn nhiều so với dự kiến”.

Thực tế là thiên hà JADES-GS-z14-0 chứa đầy các nguyên tố nặng khiến các nhà thiên văn học đặt câu hỏi về một số thiên hà đầu tiên thực sự như thế nào, cũng như họ có thể tìm thấy bao nhiêu thiên hà nữa khi sử dụng Webb và ALMA.

Nhiều khía cạnh của thiên hà JADES-GS-z14-0, bao gồm kích thước lớn và độ sáng của nó khi được quan sát đã gây bất ngờ cho các nhà nghiên cứu.

Khi kính thiên văn Webb khảo sát 700 thiên hà xa xôi, thiên hà này hóa ra là thiên hà sáng thứ ba mặc dù nó là thiên hà xa nhất, Schouws cho biết. Nhưng các thiên hà lâu đời nhất dự kiến sẽ nhỏ hơn và mờ hơn vì vũ trụ nhỏ hơn nhiều vào thời điểm đó.

“Nhìn chung, các thiên hà ở giai đoạn đầu của vũ trụ này rất khác so với các thiên hà nổi tiếng mà chúng ta biết từ những hình ảnh tuyệt đẹp của Hubble và JWST. Chúng đặc hơn nhiều, giàu khí và hỗn loạn. Các điều kiện khắc nghiệt hơn vì rất nhiều ngôi sao hình thành nhanh chóng trong một thể tích nhỏ” – chuyên gia Schouws nhận định.

Hình ảnh tái dựng vũ trụ dưới 1 tỷ năm tuổi

Các thiên hà thường hình thành từ những đám mây khí khổng lồ sụp đổ và quay, lấp đầy bằng những ngôi sao trẻ chủ yếu được tạo thành từ các nguyên tố nhẹ như heli và hydro. Khi các ngôi sao tiến hóa theo thời gian, chúng tạo ra các nguyên tố nặng hơn như oxy và kim loại, phân tán khắp thiên hà khi các ngôi sao phát nổ vào cuối vòng đời của chúng. Đổi lại, các nguyên tố do các ngôi sao chết giải phóng dẫn đến sự hình thành nhiều ngôi sao hơn cũng như các hành tinh quay quanh chúng.

Nhưng không có gì về thiên hà JADES-GS-z14-0 phù hợp với mô hình đó. Thay vào đó, các tác giả nghiên cứu cho biết thiên hà này chứa nhiều nguyên tố nặng gấp 10 lần so với dự kiến.

“Những nguyên tố như vậy được tạo ra bởi các ngôi sao khổng lồ và lượng oxy lớn cho thấy rằng một số thế hệ các ngôi sao khổng lồ đã được sinh ra và chết đi” - Tiến sĩ Stefano Carniani, phó giáo sư tại đại học công lập Scuola Normale Superiore ở Pisa, Ý, và là tác giả chính của nghiên cứu đăng trên tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn, cho biết trong một tuyên bố. “Kết luận là (thiên hà JADES-GS-z14-0) trưởng thành hơn dự kiến và những kết quả này ngụ ý rằng thế hệ thiên hà đầu tiên đã tập hợp khối lượng của chúng rất nhanh”.

Anh Duy

Nguồn CA TP.HCM : http://congan.com.vn/quoc-te/chuyen-bon-phuong/phat-hien-oxy-trong-thien-ha-xa-nhat-tung-duoc-tim-thay_175542.html