Đài quan sát vũ trụ James Webb vừa thay đổi cách thức hình thành các thiên hà?

Việc Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) phát hiện ra sáu thiên hà khổng lồ thách thức sự hiểu biết thông thường của các nhà thiên văn học về nguồn gốc của mạng vũ trụ.

Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đang sử dụng dữ liệu công khai đầu tiên từ JWST của NASA để tiết lộ bằng chứng về các thiên hà lâu đời như Dải Ngân hà. Tuy nhiên, những thiên hà hình thành đầy đủ này đã được xác định niên đại khi vũ trụ chỉ bằng 3% so với tuổi hiện tại, chỉ 500–700 triệu năm sau Vụ nổ lớn. Về cơ bản, họ có thể nhìn thấy khoảng 13,5 tỷ năm trước, gần thời kỳ đầu của vũ trụ như chúng ta biết.

Các nhà thiên văn học đã sử dụng những hình ảnh đầy màu sắc và dữ liệu quang phổ do NASA công bố vào ngày 12 tháng 7 và nhận thấy rằng thiên hà cổ đại này rất khác so với những gì được mong đợi.

“Vật thể này lớn hơn nhiều so với dự đoán,” Joel Leja, trợ lý giáo sư thiên văn học và vật lý thiên văn tại Penn State, người đã lập mô hình ánh sáng từ thiên hà này, cho biết. “Chúng tôi dự kiến ​​chỉ tìm thấy các thiên hà nhỏ, trẻ, sơ sinh vào thời điểm này, nhưng chúng tôi đã tìm thấy thiên hà sao của mình ở nơi trước đây được hiểu là buổi bình minh của vũ trụ.”

Các phát hiện, được trình bày trên tạp chí Nature, đặt ra nghi ngờ về sự hiểu biết thông thường về sự hình thành của các thiên hà trong Vụ nổ lớn và cho thấy sáu thiên hà lớn hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.

Trên thực tế, thiên hà mới được phát hiện quá lớn đến nỗi nó thách thức 99% các mô hình vũ trụ học. Mô hình vũ trụ có thể cần phải được sửa đổi, hoặc sự hiểu biết hiện tại về cách các thiên hà hình thành trong vũ trụ sơ khai có thể cần phải được xem xét lại, vì hiện tại người ta tin rằng các thiên hà bắt đầu là những đám mây sao và bụi nhỏ trước khi phát triển thành các cấu trúc ngày càng lớn hơn . Cả hai khả năng đều đòi hỏi chúng ta phải xem xét lại niềm tin của mình về Vụ nổ lớn và nguồn gốc của vũ trụ.

Mặc dù dữ liệu cho thấy nó có khả năng là một thiên hà, Leja cho biết có khả năng một số vật thể thực sự có thể che khuất các lỗ đen siêu lớn.

“Trong mọi trường hợp, tổng khối lượng mà chúng tôi tìm thấy có nghĩa là khối lượng của các ngôi sao được biết đến trong giai đoạn này của vũ trụ của chúng ta lớn hơn tới 100 lần so với những gì chúng ta nghĩ trước đây,” Leja nói. “Ngay cả khi chúng tôi cắt đôi mẫu, đây vẫn là một sự thay đổi đáng kinh ngạc.”

Webb, kính viễn vọng hồng ngoại lớn nhất trong không gian, có thể phát hiện ánh sáng từ các ngôi sao và thiên hà lâu đời nhất của vũ trụ và được tạo ra để quan sát Vụ nổ lớn của vũ trụ. Độ phân giải cao của nó cho phép nó quan sát các vật thể quá dài, ở xa hoặc quá mờ đối với Kính viễn vọng Không gian Hubble.

“Điều buồn cười là chúng tôi có tất cả những điều này mà chúng tôi hy vọng học được từ James Webb và điều này không nằm ở đầu danh sách,” Leja nói. “Chúng tôi đã khám phá ra một điều mà chúng tôi chưa bao giờ nghĩ sẽ hỏi vũ trụ – và nó đã xảy ra nhanh hơn tôi nghĩ, nhưng chúng tôi đã ở đây.”

Leja nói rằng hình ảnh quang phổ của các thiên hà lớn sẽ là một cách để xác nhận phát hiện của nhóm và xua tan mọi nghi ngờ còn lại. Sau đó, nhóm sẽ có thông tin về khí và các thành phần khác của thiên hà, cũng như khoảng cách chính xác của chúng. Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng thông tin này để mô phỏng chính xác hơn hình dạng và kích thước của các thiên hà.

Leja nói: “Lần đầu tiên chúng tôi nhìn vào vũ trụ sơ khai và không biết chúng tôi sẽ tìm thấy gì. “Hóa ra chúng tôi đã phát hiện ra một điều bất ngờ thực sự gây ra một vấn đề cho khoa học. Nó đặt ra câu hỏi về toàn bộ bức tranh về sự hình thành thiên hà ban đầu.”