Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra ánh sáng của một thiên hà khổng lồ chỉ được nhìn thấy 970 triệu năm sau Vụ nổ lớn. Thiên hà này được gọi là MAMBO-9, là thiên hà hình thành sao bụi xa nhất từng được quan sát mà không cần sự trợ giúp của ống kính hấp dẫn.
Các thiên hà hình thành sao bụi bặm là những vườn ươm sao dữ dội nhất trong vũ trụ. Chúng tạo thành các ngôi sao với tốc độ lên tới vài nghìn lần khối lượng Mặt trời mỗi năm (tốc độ hình thành sao của Dải Ngân hà của chúng ta chỉ là ba khối lượng mặt trời mỗi năm) và chúng chứa một lượng lớn khí và bụi. Các thiên hà quái vật như vậy dự kiến sẽ không hình thành sớm trong lịch sử vũ trụ nhưng các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một vài trong số chúng như đã thấy khi vũ trụ chưa đầy một tỷ năm tuổi. Một trong số đó là galaxy SPT0311-58, được ALMA quan sát vào năm 2018.
Do hành vi cực đoan của họ, các nhà thiên văn học cho rằng những thiên hà bụi bặm này đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa của vũ trụ. Nhưng tìm chúng thì nói dễ hơn làm.
Caitlin Casey thuộc Đại học Texas tại Austin và là tác giả chính của một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn chia sẻ: “Những thiên hà này có xu hướng ẩn trong tầm nhìn rõ ràng. Chúng tôi biết họ ở ngoài đó, nhưng họ không dễ tìm thấy vì ánh sao của họ bị che khuất trong những đám mây bụi.”
Ánh sáng của MAMBO-9 đã được phát hiện cách đây mười năm bởi đồng tác giả Manuel Aravena do sử dụng thiết bị đo độ cao Max-Planck Millimet (MAMBO) trên kính viễn vọng 30 mét IRAM ở Tây Ban Nha và Giao thoa kế Plateau de Bure ở Pháp. Nhưng những quan sát này không đủ nhạy cảm để tiết lộ khoảng cách của thiên hà. Các nhà thiên văn học đã nghi ngờ sự tồn tại của nó bởi vì họ không thể tìm thấy nó bằng các kính thiên văn khác. Nhưng nếu nó là thật thì nó phải ở rất xa. Aravena, lúc đó là một nghiên cứu sinh ở Đức và hiện đang làm việc cho Đại học Diego Portales ở Chile.
Nhờ sự nhạy cảm của ALMA, Casey và nhóm của cô giờ đã có thể xác định khoảng cách của MAMBO-9. Chúng ta đã tìm thấy thiên hà trong một cuộc khảo sát ALMA mới được thiết kế đặc biệt để xác định các thiên hà hình thành sao bụi trong vũ trụ sơ khai và điều đặc biệt về quan sát này, đó là đây là thiên hà bụi xa xôi nhất mà chúng ta từng thấy theo một cách không bị cản trở.
Ánh sáng của các thiên hà xa xôi thường bị cản trở bởi các thiên hà khác gần chúng ta hơn. Những thiên hà ở phía trước hoạt động như một thấu kính hấp dẫn: chúng bẻ cong ánh sáng từ thiên hà xa hơn. Hiệu ứng thấu kính này giúp kính viễn vọng dễ dàng phát hiện các vật thể ở xa hơn (đây là cách ALMA có thể nhìn thấy thiên hà SPT0311-58). Nhưng nó cũng làm biến dạng hình ảnh của đối tượng, khiến cho việc tìm ra các chi tiết trở nên khó khăn hơn.
Trong nghiên cứu này, các nhà thiên văn học đã nhìn thấy MAMBO-9 trực tiếp mà không cần ống kính và điều này cho phép họ đo khối lượng của nó. Tổng khối lượng khí và bụi trong thiên hà là rất lớn: gấp mười lần so với tất cả các ngôi sao trong Dải Ngân hà. Điều này có nghĩa là nó vẫn chưa chế tạo được hầu hết các ngôi sao của nó. Thiên hà bao gồm hai phần và nó đang trong quá trình hợp nhất.
Casey hy vọng sẽ tìm thấy nhiều thiên hà bụi xa hơn trong khảo sát ALMA, điều này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về mức độ phổ biến của chúng, những thiên hà khổng lồ này hình thành sớm như thế nào trong vũ trụ và tại sao chúng lại rất bụi.
Bụi thường là sản phẩm phụ của những ngôi sao sắp chết. Các nhà khoa học mong đợi số sao nhiều hơn gấp trăm lần so với bụi. Nhưng MAMBO-9 vẫn chưa tạo ra nhiều ngôi sao như vậy và họ muốn tìm hiểu làm thế nào bụi có thể hình thành nhanh như vậy sau Vụ nổ lớn.
Các quan sát với công nghệ mới và có khả năng hơn có thể tạo ra những phát hiện bất ngờ như MAMBO-9. Mặc dù rất khó để giải thích một thiên hà to lớn như vậy từ rất sớm trong lịch sử vũ trụ nhưng những khám phá như thế này cho phép các nhà thiên văn học phát triển sự hiểu biết được cải thiện và đặt ra nhiều câu hỏi hơn về vũ trụ.
Ánh sáng từ MAMBO-9 đã đi khoảng 13 tỷ năm để đến ăng-ten của ALMA (vũ trụ ngày nay xấp xỉ 13,8 tỷ năm tuổi). Điều đó có nghĩa là chúng ta có thể thấy thiên hà trông như thế nào trong quá khứ. Ngày nay, thiên hà có thể sẽ còn lớn hơn nữa, chứa hơn một trăm lần sao so với Dải Ngân hà, nằm trong một cụm thiên hà khổng lồ.
Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia là một cơ sở của Quỹ khoa học quốc gia, được vận hành theo thỏa thuận hợp tác của Associated University, Inc.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :