Buzz
Một phát hiện trong không gian sâu đang buộc các nhà thiên văn học phải xét lại những giả thuyết quan trọng về quá trình hình thành và tiến hóa của vũ trụ sau Vụ nổ lớn.
Khi nghiên cứu những vùng xa xôi nhất của vũ trụ, nơi ánh sáng phải mất hàng chục tỷ năm mới đến Trái đất, một nhóm các nhà thiên văn quốc tế đã phát hiện một cụm thiên hà với đặc điểm gần như không thể lý giải theo các mô hình hiện nay. Cụm thiên hà này không chỉ xuất hiện từ rất sớm trong lịch sử vũ trụ, mà còn sở hữu môi trường khí nóng bất thường, vượt xa những dự đoán trước đó.
Theo nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature, cụm thiên hà phát hiện có tuổi đời chỉ khoảng 1,4 tỷ năm sau Vụ nổ lớn. Vào giai đoạn này, các nhà khoa học không kỳ vọng những cấu trúc lớn như vậy đã hình thành, càng không thể có mức năng lượng và nhiệt độ cao tương đương, thậm chí vượt qua nhiều cụm thiên hà hiện tại.
Tác giả chính của nghiên cứu, nghiên cứu sinh tiến sĩ Dazhi Zhou từ Đại học British Columbia, chia sẻ rằng ông từng nghi ngờ về dữ liệu ban đầu. Theo ông, tín hiệu quan sát được mạnh đến mức khó tin, khiến nhóm nghiên cứu phải dành nhiều tháng để kiểm tra lại bằng các phương pháp độc lập. Kết quả cuối cùng cho thấy khối khí trong cụm thiên hà này nóng ít nhất gấp năm lần so với những gì các lý thuyết hiện hành dự đoán.
Cụm thiên hà SPT2349-56 đã được quan sát nhờ kính thiên văn ALMA ở sa mạc Atacama, Chile. Đây là một cụm thiên hà “sơ sinh” nhưng có quy mô khổng lồ, với phần lõi rộng khoảng nửa triệu năm ánh sáng.
Con số này tương đương với kích thước quầng thiên hà bao quanh Dải Ngân hà, nơi chứa nhiều cụm sao cầu và các ngôi sao già. Tuy nhiên, điểm đặc biệt của SPT2349-56 là tốc độ hình thành sao của nó, cao hơn hơn 5.000 lần so với Dải Ngân hà.
Theo các lý thuyết truyền thống, năng lượng trong các cụm thiên hà chủ yếu phát sinh từ quá trình khí bị hút lại và nén chặt dưới tác động của lực hấp dẫn. Quá trình này diễn ra dần dần, đồng hành với sự phát triển của cụm theo thời gian. Tuy nhiên, những gì quan sát được ở SPT2349-56 cho thấy có thể tồn tại một cơ chế bổ sung mạnh mẽ hơn, đã hoạt động ngay từ giai đoạn rất sớm.
Giả thuyết mà nhóm nghiên cứu đưa ra liên quan đến sự xuất hiện của ba hố đen siêu nặng ở trung tâm cụm. Theo giáo sư Scott Chapman từ Đại học Dalhousie, các hố đen này có thể đã bơm một lượng năng lượng khổng lồ vào môi trường xung quanh, làm nóng khí giữa các thiên hà và thúc đẩy quá trình tiến hóa của cụm diễn ra nhanh chóng và mạnh mẽ hơn so với dự đoán.
Nếu giả thuyết này được chứng minh, nó sẽ cho thấy rằng các cụm thiên hà trong vũ trụ sơ khai không chỉ phát triển nhờ lực hấp dẫn, mà còn chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ hoạt động sớm của các hố đen siêu nặng. Điều này đồng nghĩa với việc quá trình hình thành các cấu trúc lớn trong vũ trụ có thể mang tính bùng nổ hơn rất nhiều so với các mô hình hiện tại.
Nhóm nghiên cứu cho biết mục tiêu tiếp theo của họ là làm rõ mối liên hệ giữa quá trình hình thành sao dữ dội, hoạt động của các hố đen và môi trường khí quá nóng trong cụm SPT2349-56. Việc hiểu được cách những yếu tố này tương tác với nhau sẽ giúp các nhà khoa học vẽ lại bức tranh về cách các cụm thiên hà ngày nay hình thành từ vũ trụ sơ khai.
Theo giáo sư Chapman, việc nghiên cứu các cụm thiên hà là rất quan trọng để hiểu sự tiến hóa của các thiên hà lớn nhất trong vũ trụ. Phần lớn các thiên hà khổng lồ đều nằm trong các cụm, và môi trường khắc nghiệt của các cụm này đóng vai trò quyết định đến sự phát triển của chúng.
Phát hiện về SPT2349-56 vì vậy không chỉ là một trường hợp ngoại lệ thú vị, mà còn có thể là chìa khóa mở ra cách nhìn hoàn toàn mới về vũ trụ sơ khai, nơi các cấu trúc khổng lồ hình thành nhanh hơn, nóng hơn và dữ dội hơn rất nhiều so với những gì chúng ta từng tưởng tượng.
