Hàng tỉ tỉ thiên hà cách chúng ta triệu năm ánh sáng được hình thành và phát triển như thế nào? Đặc biệt, ánh sáng của các thiên hà cổ chỉ mới được Kính viễn vọng quan sát thấy trong thời gian gần đây cho thấy chúng được hình thành và phát triển rất nhanh. Vậy các chuyên gia giải thích sao về điều này?

Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng, sau vụ nổ Big Bang, một số thiên hà cổ xưa được hình thành đầu tiên đã nhanh chóng cho ra đời các ngôi sao. Trường hợp mới nhất là thiên hà A1689-zD1, một thiên hà cổ được hình thành rất lâu trước khi Trái Đất ra đời, khi đó vũ trụ chỉ vào khoảng 700 triệu năm tuổi.

Một số ngôi sao và thiên thể cách xa Trái Đất cả hàng triệu năm ánh sáng, thậm chí là cả tỉ năm ánh sáng. Đó là lý do một số ngôi sao mà chúng ta vẫn thấy trên bầu trời hiện nay có thể đã biến mất từ rất lâu, và những gì chúng ta thấy vào thời điểm hiện tại chỉ giống như một bản ghi chép lịch sử vũ trụ.

Ánh sáng đến từ thiên hà A1689-zD1 là một trường hợp điển hình, ánh sáng từ thiên hà này chỉ đến được Trái Đất nhờ lực hấp dẫn cực lớn từ một quần tụ thiên hà (trẻ hơn) được gọi là Abell 1689.

Ánh sáng đến từ A1689-zD1 lần đầu tiên thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học sử dụng kính viễn vọng Hubble. Căn cứ vào vị trí của ngôi sao này trên bầu thời, người ta cho rằng, nó thuộc vào khu vực cổ nhất của vũ trụ, và là một trong những thiên hà được hình thành rất sớm trong thời kỳ gọi là Dark Ages (Thời kỳ Tăm tối), thời điểm không có ngôi sao nào tồn tại.

Kính Thiên văn không gian Hubble cho thấy quần tụ thiên hà Abell 1689. Quần tụ thiên hà này sở hữu một lực hấp dẫn cực lớn có thể làm uốn cong ánh sáng, mở ra cho chúng ta một cơ hội hiếm có để nhìn thấy ánh sáng của các thiên hà cổ xưa. Nếu không có lực hấp dẫn lớn này sẽ khó có thể thấy được vì ánh sáng của các thiên hà này ở quá xa và quá mờ nhạt. Một trong những thiên hà xa xôi như thế là A1689-zD1, nó nằm trong hộp ô vuông ở góc phải hình trên. Thiên hà này rất khó để có thể phát hiện ra. (NASA; ESA; L. Bradley; R. Bouwens; H. Ford; and G. Illingworth)

TAMTHUC

Thông qua việc sử dụng thiết bị hiện đại như Kính viễn vọng cực lớn của Đài quan sát Nam Châu Âu, các nhà nghiên cứu đã có thể nhìn thấy thiên hà cổ này lần đầu tiên. Ánh sáng mà họ nhìn thấy ước tính khoảng 13,1 tỷ năm tuổi, nghĩa là vũ trụ chỉ 700 triệu năm tuổi khi thiên hà A1689-zD1 tồn tại.

Tuy nhiên, ngay cả khi đó là thời kỳ sơ khởi của vũ trụ, các nhà thiên văn học vẫn rất ngạc nhiên vì trông thiên hà này rất già.

Là một “đứa trẻ sơ sinh của vũ trụ”, thiên hà A1689-zD1 được cho rằng, nó sẽ thiếu kim loại nặng và những hóa chất khác, loại chất chỉ thường được hình thành sau khi thiên hà cho ra đời nhiều thế hệ ngôi sao. Thay vào đó, A1689 dường như phát bức xạ mạnh mẽ trong vùng viễn hồng ngoại, điều đó cho thấy nó đã sản xuất ra rất nhiều các ngôi sao và một lượng kim loại đáng kể. Nó cũng chứa đầy bụi và khí gas, tỷ lệ cả hai vật chất này rất giống với những thiên hà “hiện đại”.

Tuy nhiên, các nhà thiên văn học tin rằng, thiên hà này không được sinh ra sớm hơn thời gian họ ước lượng. Thay vào đó, đơn giản là A1689-zD1 có một tuổi thơ khắc nghiệt nên trưởng thành sớm hơn so với dự kiến. Nhóm nghiên cứu cho rằng, môi trường vũ trụ sau Thời kỳ Tăm tối rất khác so với suy nghĩ của họ, điều này thúc đẩy nhanh sự lão hóa của thiên hà trong một thế giới tỏa sáng hay là chết.

“Mặc dù nguồn gốc chính xác của bụi thiên hà vẫn còn là điều bí ẩn, nhưng những phát hiện của chúng tôi đã chỉ ra rằng, nó đã bước vào quá trình sinh sản rất nhanh, chỉ trong vòng 500 triệu năm đầu trong quá trình hình thành sao vũ trụ”, trưởng nhóm nghiên cứu Darach Watson, thuộc trường Đại học Copenhagen tuyên bố. “Đó là một thời gian rất ngắn trong vũ trụ, khi mà hầu hết các ngôi sao sống đến hàng tỉ năm”.

“Thiên hà đầy bụi này dường như đã vội vàng tạo nên các thế hệ các ngôi sao đầu tiên”, đồng tác giả Kirsten Knudsen, của Đại học Công nghệ Chalmers. “Trong tương lai, ALMA sẽ có thể giúp chúng ta tìm thấy nhiều thiên hà như thế này, và hiểu được lý do tại sao chúng phát triển nhanh vậy”.

Chú thích:

ALMA: The Atacama Large Millimeter Array là một dự án thiên văn quốc tế, bao gồm một hệ thống kính thiên văn vô tuyến, nằm trong sa mạc Atacam ở miền Bắc Chile

Thanh Phong – Dịch từ Natural News