(CAO) Các nhà thiên văn học đã sử dụng kính viễn vọng không gian James Webb để quay ngược thời gian về những ngày đầu của vũ trụ — và họ đã phát hiện ra một điều bất ngờ.
Đài quan sát không gian đã tiết lộ sáu thiên hà khổng lồ tồn tại từ 500 triệu đến 700 triệu năm sau vụ nổ lớn (Big Bang) tạo ra vũ trụ. Theo một nghiên cứu mới được công bố hôm 21-2 trên tạp chí Nature, khám phá này làm đảo lộn các lý thuyết hiện có về nguồn gốc của các thiên hà.
Đồng tác giả nghiên cứu Joel Leja, trợ lý giáo sư thiên văn học và vật lý thiên văn tại Đại học bang Pennsylvania cho biết: “Những vật thể này nặng hơn nhiều so với dự đoán của bất kỳ ai. “Chúng tôi dự kiến chỉ tìm thấy các thiên hà nhỏ, trẻ, bé vào thời điểm này, nhưng chúng tôi đã phát hiện ra các thiên hà trưởng thành như của chúng ta ở nơi trước đây được cho là thời điểm bình minh của vũ trụ”.
Kính viễn vọng quan sát vũ trụ bằng ánh sáng hồng ngoại mà mắt người không nhìn thấy được và có khả năng phát hiện ánh sáng mờ nhạt từ các ngôi sao và thiên hà cổ đại. Bằng cách nhìn vào vũ trụ xa xôi, đài thiên văn về cơ bản có thể nhìn ngược thời gian lên tới khoảng 13,5 tỷ năm trước (các nhà khoa học đã xác định vũ trụ đến nay có tuổi khoảng 13,7 tỷ năm).
Leja nói: “Bằng chứng tiết lộ rằng sự hình thành những thiên hà khổng lồ bắt đầu từ rất sớm trong lịch sử vũ trụ đã đảo ngược điều mà nhiều người trong chúng ta từng nghĩ. Chúng tôi đã gọi những vật thể này một cách không chính thức là 'những kẻ phá vỡ vũ trụ' - và cho đến nay chúng vẫn tồn tại đúng với tên gọi của mình”.
Sáu thiên hà kích thước lớn được kính viễn vọng James Webb chụp được
Các thiên hà quá lớn đến mức chúng mâu thuẫn với 99% mô hình đại diện cho các thiên hà sơ khai trong vũ trụ, điều đó có nghĩa là các nhà khoa học cần suy nghĩ lại về cách các thiên hà hình thành và phát triển. Lý thuyết hiện tại cho rằng các thiên hà bắt đầu là những đám mây sao và bụi nhỏ phát triển theo thời gian.
Leja nói: “Lần đầu tiên chúng tôi nhìn vào vũ trụ từ thuở sơ khai và không biết mình sẽ tìm thấy gì. Hóa ra chúng tôi đã tìm thấy một thứ quá bất ngờ, nó thực sự gây ra vấn đề cho khoa học. Nó đặt câu hỏi về toàn bộ bức tranh về sự hình thành thiên hà ban đầu”.
Leja và các đồng nghiệp của ông bắt đầu phân tích dữ liệu từ kính thiên văn Webb, cùng với những hình ảnh có độ phân giải cao đầu tiên được kính thiên văn này chụp sau khi chúng được công bố vào tháng 7. Các thiên hà xuất hiện dưới dạng các điểm sáng lớn và nhóm nghiên cứu đã rất ngạc nhiên khi nhìn thấy chúng —họ nghĩ rằng mình đã mắc sai lầm khi diễn giải dữ liệu.
Leja cho biết, một cách để xác định lý do tại sao các thiên hà phát triển nhanh như vậy là chụp ảnh quang phổ của các thiên hà, bao gồm việc tách ánh sáng thành các bước sóng khác nhau để xác định các nguyên tố khác nhau, cũng như xác định khoảng cách thực sự của các thiên hà. Dữ liệu quang phổ sẽ cung cấp cái nhìn chi tiết hơn về các thiên hà và kích thước ấn tượng của chúng.
Cũng có thể các thiên hà được xác định bằng dữ liệu của Webb thực sự là một thứ hoàn toàn khác.
Leja nói: “Đây là lần đầu tiên chúng tôi có cái nhìn thoáng qua về khoảng thời gian này, vì vậy điều quan trọng là chúng tôi phải giữ một tâm trí cởi mở về những gì mình đang thấy. Mặc dù dữ liệu cho thấy chúng có khả năng là các thiên hà, nhưng tôi nghĩ có khả năng thực sự là một số vật thể trong số này hóa ra lại là các lỗ đen siêu lớn bị che khuất.
Bất chấp điều đó, khối lượng mà chúng tôi phát hiện ra có nghĩa là khối lượng đã biết của các ngôi sao ở giai đoạn này của vũ trụ của chúng ta lớn hơn tới 100 lần so với những gì chúng ta nghĩ trước đây. Ngay cả khi chúng tôi cắt đôi mẫu, đây vẫn là một sự thay đổi đáng kinh ngạc”.