Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Kết quả mới từ Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA / ESA cho thấy sự hình thành của các ngôi sao và thiên hà đầu tiên trong Vũ trụ sơ khai diễn ra sớm hơn so với suy nghĩ trước đây. Một nhóm các nhà thiên văn học châu Âu đã không tìm thấy bằng chứng nào về thế hệ sao đầu tiên, được gọi là ngôi sao Dân số III, từ khi vũ trụ chỉ mới 500 triệu năm tuổi.
Kết quả mới từ Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA / ESA cho thấy sự hình thành của các ngôi sao và thiên hà đầu tiên trong Vũ trụ sơ khai diễn ra sớm hơn so với suy nghĩ trước đây. Một nhóm các nhà thiên văn học châu Âu đã không tìm thấy bằng chứng nào về thế hệ sao đầu tiên, được gọi là ngôi sao Dân số III, từ khi vũ trụ chỉ mới 500 triệu năm tuổi.
Việc khám phá các thiên hà đầu tiên vẫn là một thách thức đáng kể trong thiên văn học hiện đại. Chúng ta không biết khi nào hoặc bằng cách nào các ngôi sao và thiên hà đầu tiên trong Vũ trụ hình thành. Những câu hỏi này có thể được giải quyết với Kính viễn vọng Không gian Hubble thông qua các quan sát hình ảnh sâu. Hubble cho phép các nhà thiên văn học xem Vũ trụ trở lại trong vòng 500 triệu năm của Vụ nổ lớn.
Một nhóm các nhà nghiên cứu châu Âu dẫn đầu bởi Rachana Bhatawdekar thuộc Cơ quan Vũ trụ châu Âu đã bắt đầu nghiên cứu thế hệ sao đầu tiên trong vũ trụ sơ khai. Được biết đến như các ngôi sao Dân số III [1], những ngôi sao này được rèn từ vật liệu nguyên thủy xuất hiện từ Vụ nổ lớn. Các ngôi sao quần thể III phải được tạo ra từ hydro, heli và lithium, những nguyên tố duy nhất tồn tại trước khi các quá trình trong lõi của những ngôi sao này có thể tạo ra các nguyên tố nặng hơn như oxy, nitơ, carbon và sắt.
Bhatawdekar và nhóm của cô đã thăm dò Vũ trụ sơ khai từ khoảng 500 triệu đến 1 tỷ năm sau Vụ nổ lớn bằng cách nghiên cứu cụm MACSJ0416 và trường song song của nó với Kính viễn vọng Không gian Hubble (với dữ liệu hỗ trợ từ Kính viễn vọng Không gian Spitzer của NASA và Kính thiên văn Rất lớn của đài thiên văn Nam châu Âu). “Chúng tôi không tìm thấy bằng chứng nào về những ngôi sao Dân số III thế hệ đầu tiên trong khoảng thời gian vũ trụ này”, Bhatawdekar nói về kết quả mới.
Kết quả đã đạt được bằng cách sử dụng Máy ảnh trường rộng 3 của Kính viễn vọng không gian của Hubble và Máy ảnh nâng cao để khảo sát [2], như một phần của chương trình Hubble Frontier Field. Chương trình này (đã quan sát sáu cụm thiên hà xa xôi từ năm 2012 đến 2017) đã tạo ra những quan sát sâu nhất từng được tạo ra từ các cụm thiên hà và các thiên hà nằm phía sau chúng, được phóng đại bởi hiệu ứng thấu kính hấp dẫn, từ đó cho thấy các thiên hà mờ hơn 10 đến 100 lần so với bất kỳ quan sát nào trước đây. Khối lượng của các cụm thiên hà tiền cảnh đủ lớn để uốn cong và phóng đại ánh sáng từ các vật thể ở xa phía sau chúng. Điều này cho phép Hubble sử dụng các kính lúp vũ trụ này để nghiên cứu các vật thể vượt quá khả năng hoạt động danh nghĩa của nó.
Bhatawdekar và nhóm của cô đã phát triển một kỹ thuật mới giúp loại bỏ ánh sáng khỏi các thiên hà tiền cảnh sáng chói tạo thành các thấu kính hấp dẫn này. Điều này cho phép họ khám phá các thiên hà có khối lượng thấp hơn bao giờ hết được quan sát thấy với Hubble, ở khoảng cách tương ứng với khi Vũ trụ chưa đầy một tỷ năm tuổi. Tại thời điểm vũ trụ này, việc thiếu bằng chứng cho các quần thể sao kỳ lạ và việc xác định nhiều thiên hà có khối lượng thấp hỗ trợ cho rằng các thiên hà này là ứng cử viên có khả năng nhất cho sự tái hợp của Vũ trụ. Thời kỳ tái tổ hợp này trong vũ trụ sơ khai là khi môi trường liên thiên hà trung tính bị ion hóa bởi các ngôi sao và thiên hà đầu tiên.
“Những kết quả này có hậu quả vật lý thiên văn sâu sắc vì chúng cho thấy các thiên hà phải hình thành sớm hơn nhiều so với chúng ta nghĩ”, ông Bhatawdekar nói. “Điều này cũng hỗ trợ mạnh mẽ cho ý tưởng rằng các thiên hà có khối lượng thấp / mờ nhạt trong Vũ trụ sơ khai có trách nhiệm tái tổ hợp.”
Những kết quả này [3] cũng cho thấy rằng sự hình thành sớm nhất của các ngôi sao và thiên hà xảy ra sớm hơn nhiều so với có thể được thăm dò bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble. Điều này để lại một khu vực thú vị về nghiên cứu sâu hơn cho Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA / ESA / CSA sắp tới – để nghiên cứu các thiên hà sớm nhất của Vũ trụ.
Ghi chú
[1] Tên Dân số III phát sinh do các nhà thiên văn học đã phân loại các ngôi sao của Dải Ngân hà là Dân số I (các ngôi sao như Mặt trời, giàu các nguyên tố nặng hơn) và Dân số II (các ngôi sao cũ có hàm lượng nguyên tố nặng thấp, được tìm thấy trong dải ngân hà và vầng hào quang, và trong các cụm sao hình cầu).
[2] Do sự giãn nở của Vũ trụ, ánh sáng từ các thiên hà xa xôi được chuyển từ bước sóng cực tím và quang học sang phần hồng ngoại của phổ điện từ. Camera trường rộng 3 của Hubble được trang bị tốt để thăm dò phần này của quang phổ. Ngoài ra, Máy ảnh khảo sát nâng cao của kính viễn vọng được tối ưu hóa cho các quan sát có thể nhìn thấy / ánh sáng.
[3] Những kết quả này dựa trên một bài báo năm 2019 trước đó ( https://arxiv.org/abs/1807.07580 ) của Bhatawdekar và cộng sự , và một bài báo sẽ xuất hiện trong số phát hành sắp tới của Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. (MNRAS). Những kết quả này cũng đang được trình bày tại một cuộc họp báo trong cuộc họp lần thứ 236 của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ.
Thêm thông tin
Kính thiên văn vũ trụ Hubble là một dự án hợp tác quốc tế giữa ESA và NASA.
Nhóm các nhà thiên văn học châu Âu trong nghiên cứu này bao gồm R. Bhatawdekar và CJ Conselice.
Tín dụng hình ảnh: ESA / Hubble, M. Kornmesser.
Liên kết
Liên lạc
Tiến sĩ Cơ quan Vũ trụ Châu Âu Rachana Bhatawdekar / ESTEC Noordwijk, Hà Lan Email: Rachana.Bhatawdekar@esa.int
Bethany Downer ESA / Hubble, Cán bộ thông tin công cộng Garched , Đức Email: Bethany.Downer@partner.eso.org
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi ESA / Hubble Information Center . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.