Thiên hà đỏ đem lại cái nhìn mới vào thời điểm khởi sinh vũ trụ
Những hình ảnh được chụp bằng camera hồng ngoại MIRI của Kính thiên văn James Webb (JWST) đã có thể giúp các nhà thiên văn học lần đầu tiên quan sát được các thiên hà đỏ đầu tiên trong ánh sáng hồng ngoại bước sóng dài.
Trong một nghiên cứu mới được xuất bản trên tạp chí Astronomy and Astrophysics, những hình ảnh đó đem đến những cái nhìn mới vào sự hình thành của các thiên hà đầu tiên trong vũ trụ vào khoảng 13 tỉ năm trước.
“Trong những hình ảnh này, chúng tôi có thể thấy những thiên hà ở khoảng cách xa nhât mà chúng tôi biết”, Göran Östlin, giáo sư Thiên văn học ở ĐH Stockholm, nói.
Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã trình bày những quan sát của họ về Trường siêu sâu Hubble (HUDF), một vùng trên bầu trời đã được quan sát thường xuyên bởi vô số kính thiên văn, bao gồm Hubble và James Webb ở các đài thiên văn trên vũ trụ cũng như đặt dưới mặt đất như VLT và ALMA.
“Những gì độc đáo trong quan sát của chúng tôi là chúng được tạo thành ở ánh sáng hông ngoại bước sóng trung bình và một khoảng thời gian quan sát vô cùng dài, gần 100 giờ. Điều này cho phép chúng tôi nghiên cứu những thiên hà ở khoảng cách cực xa. Chúng phát xạ ánh sáng từ hơn 13 tỉ năm trước, gần với thời điểm khởi sinh vũ trụ này”, Göran Östlin nói.
Gần hơn với Big Bang
Các quan sát MIRI về các thiên hà đầu tiên khiến cho chúng ta có thể hiểu được các ngôi sao của chúng hình thành như thế nào và vào thời điểm nào. Những quan sát trước đây chỉ có thể đo đạc ánh sáng của những ngôi sao mới ra đời trong các thiên hà này mà thôi.
“Với MIRI, chúng tôi có thể ước tính số lượng sao hình thành thậm chí còn sớm hơn, gần với Big Bang. Điều này đem lại cho chúng tôi cơ hội nghiên cứu về những thiên hà đầu tiên tiến hóa như thế nào trong những ngày đầu của vũ trụ”, Jens Melinder, một nhà nghiên cứu ở ĐH Stockholm, nói.
Các nguyên tố và các lỗ đen
Bằng việc sử dụng ánh sáng hồng ngoại trung bình, nhóm nghiên cứu có thể nghiên cứu các thiên hà nhỏ, một số trong đó chứa các lỗ đen. Các thiên hà giàu bụi vũ trụ đó chứa một lượng lớn bụi liên sao hấp thụ ánh sáng xanh từ những ngôi sao đó. Ánh sáng thoát ra khỏi các thiên hà đó và chạm với chúng ta trong hình thức ánh sáng hồng ngoại.
“MIRI cho phép chúng tôi nhìn thấu tấm phủ của bụi và quan sát được những gì nằm bên dưới. Bằng việc quan sát dạng thiên hà này, chúng tôi có thể hiểu được các nguyên tố nặng có thể hình thành một cách nhanh chóng như thế nào và bụi được hình thành trong vũ trụ sớm ra sao, và cách các lỗ đen siêu khối lượng được bao quanh bởi một vòng bụi nóng, đã tiến hóa như thế nào”, Jens Melinder giải thích.
Những hình ảnh mới và dữ liệu sẵn sàng
Bài báo đã công khai mọi hình ảnh và dữ liệu đo đạc để các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới có thể tải về và sử dụng.
“Chúng tôi đã đóng góp một dữ liệu hoàn toàn mới mà chúng tôi cho là sẽ hữu dụng trong nghiên cứu tương lai về tiến hóa thiên hà và sự hình thành của các thiên hà đầu tiên. HUDF là một phần kết quả của những quan sát bầu trời đêm vô cùng tốt, do đó việc chúng tôi mở dữ liệu của mình có giá trị rất lớn. Chúng tôi chờ đợi chúng sẽ được nhiều đồng nghiệp sử dụng hết công suất”, Jens Melinder nói.
| Do sự giãn nở của vũ trụ, ánh sáng từ những thiên hà xa xôi ngày càng bị dịch chuyển đỏ. Các thiên hà xa nhất mà chúng ta biết qua quan sát bằng NIRCam tại JWST. Các thiên hà này phát xạ chủ yếu ánh sáng cực tím từ những ngôi sao mới hình thành nhưng do dịch chuyển đỏ JWST và NIRCam đều phải dò chúng trong ánh sáng hồng ngoại. MIRI quan sát ánh sáng hồng ngoại bước sóng dài và cho phép chúng ta nhìn thấy ánh sáng khả kiến (xanh lá cây – đỏ) từ các thiên hà. Điều này khiến cho chúng ta có thể đo đạc được ánh sáng từ những ngôi sao già trong thiên hà. Bụi liên sao bao gồm những mảnh nhỏ (đường kính khoảng 0.1 đến 0,5 micro mét) được hình thành từ vật liệu bị loại khỏi những ngôi sao đang chết và trộn lẫn với khí xung quanh |
Bội Linh dịch từ ĐH Stockholm
