Kính viễn vọng Không gian Webb do thám các thiên hà ‘thiếu niên’ phát triển sớm
WASHINGTON—Kể từ khi đi vào hoạt động vào năm ngoái, Kính viễn vọng Không gian James Webb đã thực hiện những quan sát mang tính đột phá liên quan đến một số thiên hà trẻ nhất của vũ trụ. Người ta có thể gọi chúng là những đứa trẻ của thiên hà.
Nhưng Kính viễn vọng Webb thậm chí còn thu được dữ liệu tốt hơn về các thiên hà trong quá trình phát triển. Các nhà thiên văn học gọi đây là những “thanh thiếu niên” thiên hà. Như nghiên cứu mới cho thấy, những thiên hà này giống con người ở một số khía cạnh nhất định, bao gồm cả việc thể hiện sự phát triển vượt bậc cũng như một chút non nớt.
Các nhà nghiên cứu tập trung vào các thiên hà hình thành cách đây hàng tỷ năm. Nghiên cứu đã tính toán dữ liệu trung bình mà Webb thu được về các ánh sáng có bước sóng khác nhau — “DNA hóa học” của các thiên hà — phát ra từ 23 thiên hà như vậy để tạo nên một bức tranh tổng hợp về các đặc điểm của thiên hà thiếu niên.
Allison Strom, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Northwestern University ở Illinois và là tác giả chính của nghiên cứu được công bố trên Tập san Astrophysical Journal Letters (Vật lý Thiên văn) cho biết: “Những thiên hà thiếu niên này có DNA hóa học rất độc đáo, điều này cho thấy rằng các thiên hà này đã tạo nên một số lượng khá lớn các ngôi sao – một dấu hiệu cho biết những thiên hà này đã khá phát triển – nhưng vẫn đang trong phát triển nhanh chóng.”
Theo các nhà nghiên cứu, những thiên hà này vẫn chưa có hình dáng hoặc hoạt động giống như các thiên hà ngày nay.
Gwen Rudie, nhà thiên văn học và đồng trưởng nhóm nghiên cứu của Đài quan sát Carnegie ở California cho biết, “Các thiên hà đã trải qua một số quá trình quan trọng trong khoảng thời gian này – có nhiều quá trình trong số đó nhưng chúng ta chưa tìm hiểu được và hy vọng chúng ta sẽ sớm hiểu rõ hơn – điều này sẽ quyết định được việc những thiên hà này sẽ trở thành loại thiên hà nào.”
Khí gas được phát hiện ở các vùng hình thành sao – vườn ươm sao – của các thiên hà thiếu niên nóng hơn nhiều, vào khoảng 24,000ºF (13,350ºC), so với nhiệt độ quan sát được ở các thiên hà ngày nay.
Bà Strom nói, “Nhiệt độ ở những phần thiên hà này bị chi phối bởi các ngôi sao trẻ và tính chất của khí, vì vậy việc tìm ra một nhiệt độ khác có nghĩa là có điều gì đó khác biệt về các ngôi sao và khí ở các thiên hà thiếu niên.”
Người ta quan sát thấy các thiên hà phát sáng với tám nguyên tố — hydrogen, helium, oxygen, nitrogen, lưu huỳnh, argon, nickel, và silicon.
Bà Strom nói, “Oxygen rất đáng chú ý vì đây là một trong những thành phần quan trọng nhất của ‘DNA thiên hà’ khi xét về mặt theo dõi sự phát triển trong quá khứ. Tình cờ là, oxygen cũng là nguyên tố phổ biến thứ ba trong vũ trụ (sau hydrogen và helium).”
Bà Strom nói thêm, “Lượng nickel thật đáng ngạc nhiên bởi vì, mặc dù chúng tôi mong đợi một lượng nickel đủ để có thể nhìn thấy được, nhưng nguyên tố này thường không phát sáng đủ mạnh để có thể được nhìn thấy ngay cả ở các thiên hà rất gần. Vì vậy, việc nhìn thấy ánh sáng phát ra từ nickel là một điều đáng ngạc nhiên và có thể chỉ ra rằng có điều gì đó khác biệt về những ngôi sao khổng lồ khiến khí phát sáng.”
Bà Rudie cho biết có nhiều hơn 8 nguyên tố đang tồn tại trong vũ trụ nhưng chưa được phát hiện ra.
Bà Strom nói, “Bởi vì các nguyên tố nặng hơn hydrogen và helium chủ yếu được hình thành trong các ngôi sao, nên việc biết các thiên hà được tạo thành từ gì sẽ cho chúng ta biết về số lượng sao mà chúng đã hình thành trong quá khứ và điều đó xảy ra nhanh như thế nào”.
Bà Strom nói thêm, những phát hiện này “vẽ nên một bức tranh trong đó các thiên hà này vẫn còn ‘chưa trưởng thành’ về mặt hóa học và đang hình thành rất nhanh.”
Kính viễn vọng Không gian Webb, được phóng vào vũ trụ vào năm 2021 và bắt đầu thu thập dữ liệu vào năm ngoái, đã định hình lại sự hiểu biết của nhân loại về vũ trụ sơ khai.
Nghiên cứu mới trình bày những kết quả đầu tiên từ Khảo sát CECILIA sử dụng Kính viễn vọng Webb để xem xét kỹ lưỡng tính chất hóa học của các thiên hà xa xôi. Cái tên CECILIA là viết tắt của Chemical Evolution Constrained using Ionized Lines in Interstellar Aurorae (Sự tiến hóa hóa học bị ràng buộc bằng cách sử dụng các đường ion hóa trong Cực quang giữa các vì sao), đồng thời tôn vinh nhà thiên văn học tiên phong của thế kỷ 20, Cecilia Payne-Gaposchkin.
Nam Khanh biên dịch
Quý vị tham khảo bản gốc từ The Epoch Times
