Webb phát hiện Thiên hà Ceers-2112, đồng chí song sinh của Dải Ngân hà trong vũ trụ sơ khai

Các nhà thiên văn đã phát hiện một hiện tượng đặc biệt trong vũ trụ xa xôi – một thiên hà gần giống Dải Ngân hà – và nó đang thách thức các lý thuyết quan trọng về sự phát triển của các thiên hà.

Sử dụng Kính viễn vọng Không gian James Webb, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế bao gồm nhà thiên văn Alexander de la Vega từ Đại học California, Riverside (UCR) đã phát hiện Thiên hà giống Dải Ngân hà xa nhất từng được quan sát là Thiên hà xoắn ốc có rào chắn.

Cho đến nay, người ta tin rằng không thể quan sát được thiên hà xoắn ốc giống Dải Ngân hà cho đến khi vũ trụ có tuổi ước tính 13,8 tỷ năm - bằng một nửa tuổi của vũ trụ hiện tại.

Nghiên cứu được công bố trong tạp chí Nature tuần này, do các nhà khoa học tại Centro de Astrobiología của Tây Ban Nha dẫn dắt.

'Thiên hà được gọi là Ceers-2112, hình thành ngay sau Vụ nổ Lớn. Việc phát hiện ra Ceers-2112 cho thấy các thiên hà trong vũ trụ sơ khai có thể cũng có tổ chức như Dải Ngân hà. Điều này thật bất ngờ vì các thiên hà trong vũ trụ sơ khai thường đa dạng và hỗn loạn hơn hiện tại, và rất ít thiên hà có cấu trúc giống Dải Ngân hà'.

Ceers-2112 hiển thị cấu trúc dạng dải ở trung tâm. De la Vega giải thích rằng dải thiên hà là kết cấu hình thành từ các ngôi sao trong một thiên hà.

'Các thiên hà dạng dải trong Ceers-2112 cho thấy các thiên hà phát triển và tổ chức nhanh chóng hơn nhiều so với những gì chúng ta nghĩ trước đây, điều này có nghĩa là một số lý thuyết của chúng ta về sự hình thành và tiến hóa của thiên hà cần được điều chỉnh', de la Vega chia sẻ.

Kiến thức trước đây của các nhà thiên văn về sự phát triển của thiên hà cho rằng cần hàng tỷ năm để các thiên hà có tổ chức đủ để tạo thành các dải.

De la Vega nói: 'Việc phát hiện Ceers-2112 cho thấy rằng chỉ cần một khoảng thời gian nhỏ, khoảng một tỷ năm hoặc ít hơn'. Theo ông, các dải thiên hà xuất hiện trong các thiên hà xoắn ốc, nơi các ngôi sao quay một cách có trật tự, tương tự như Dải Ngân hà.

Trong các thiên hà như vậy, các dải thiên hà có thể tự hình thành do sự không ổn định trong cấu trúc xoắn ốc hoặc do ảnh hưởng từ các thiên hà lân cận. Trong quá khứ, khi vũ trụ còn rất trẻ, các thiên hà không ổn định và hỗn loạn. Cho rằng trong các thiên hà của vũ trụ sơ khai, các dải không thể hình thành hoặc tồn tại lâu dài.

Việc khám phá Ceers-2112 dự kiến sẽ thay đổi ít nhất hai khía cạnh của thiên văn học. Đầu tiên, các mô hình lý thuyết về sự hình thành và tiến hóa của các thiên hà cần phải tính đến khả năng một số thiên hà trở nên ổn định đủ để chứa các cấu trúc dạng que trong thời kỳ đầu của vũ trụ. Những mô hình này có thể cần điều chỉnh lượng vật chất tối trong các thiên hà sơ khai, vì vật chất tối được cho là ảnh hưởng đến tốc độ hình thành các dải.

Thứ hai, việc phát hiện ra Ceers-2112 cho thấy rằng các cấu trúc như dải có thể đã tồn tại từ khi vũ trụ còn rất trẻ. Điều này quan trọng vì thiên hà trong quá khứ xa xôi nhỏ hơn hiện nay, làm cho việc phát hiện các cấu trúc dạng que trở nên khó khăn hơn. Khám phá của Ceers-2112 đã mở ra cơ hội phát hiện thêm nhiều cấu trúc dạng que khác trong vũ trụ sơ khai.

De la Vega cùng nhóm nghiên cứu ước tính độ dịch chuyển đỏ và các thuộc tính của Ceers-2112. Ông cũng đóng góp vào việc giải thích các phép đo này. Dịch chuyển đỏ là một thuộc tính có thể quan sát được của một thiên hà, chỉ ra khoảng cách và thời gian khi chúng ta quan sát thiên hà đó.

Điều đặc biệt về việc khám phá Ceers-2112 là các đặc điểm tạo dải của nó có thể bị hạn chế đến mức nào.

Tại UCLA, de la Vega chịu trách nhiệm tiếp cận thiên văn học. Ông tổ chức các buổi quan sát về kính viễn vọng trong và ngoài khuôn viên trường và giảng dạy về thiên văn học tại các trường địa phương. Ông cũng chịu trách nhiệm về các bài giảng thiên văn học công cộng và các sự kiện đặc biệt chỉ diễn ra một lần.