Một công cụ mới độc đáo kết hợp với kính viễn vọng mạnh mẽ và một chút trợ giúp từ thiên nhiên đã giúp các nhà nghiên cứu có thể nhìn thấy vườn ươm thiên hà ở trung tâm của vũ trụ trẻ. Sau vụ nổ lớn khoảng 13,8 tỷ năm trước, vũ trụ sơ khai chứa đầy những đám mây khí khuếch tán trung tính khổng lồ được gọi là hệ Lyman-α đang phân hủy, hay DLA. Các DLA này đóng vai trò là vườn ươm thiên hà, khi các khí chứa bên trong chúng từ từ ngưng tụ lại, thúc đẩy sự hình thành các ngôi sao và thiên hà. Chúng có thể được quan sát thấy ngay cả ngày hôm nay, nhưng nó không phải là dễ dàng. Các nhà khoa học, cụ thể là Rongmon Bordoloy, phó giáo sư vật lý tại North Carolina, cho biết: “Các đám mây DLA là chìa khóa để hiểu cách các thiên hà hình thành trong vũ trụ, nhưng chúng thường khó quan sát vì các đám mây quá khuếch tán và không tự phát ra ánh sáng”. Đại học Bang và nghiên cứu tác giả.
Hiện nay, các nhà vật lý thiên văn sử dụng chuẩn tinh - lỗ đen siêu lớn phát ra ánh sáng - làm "đèn nền" để phát hiện các đám mây DLA. Và trong khi phương pháp này cho phép các nhà nghiên cứu xác định chính xác vị trí của các DLA, ánh sáng từ các chuẩn tinh đóng vai trò như những tia xiên nhỏ xuyên qua đám mây khổng lồ, làm phức tạp các nỗ lực đo kích thước và khối lượng tổng thể của chúng.
Ale Bordoloy và John O'Meara, nhà khoa học chính tại đài thiên văn Hoa Kỳ. Keka ở Kamuel, Hawaii, đã tìm ra cách giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng một thiên hà thấu kính hấp dẫn và quang phổ trường tích phân để quan sát hai DLA và các thiên hà bên trong chúng hình thành khoảng 11 tỷ năm trước, ngay sau Vụ nổ lớn.
Bordoloy nói: “Các thiên hà thấu kính hấp dẫn là những thiên hà có vẻ kéo dài và sáng. "Điều này là do có một cấu trúc trọng lực hấp dẫn phía trước thiên hà làm biến dạng ánh sáng phát ra từ nó khi nó di chuyển về phía chúng ta. Kết quả là, chúng tôi đang xem xét một phiên bản phóng đại của vật thể - nó giống như sử dụng kính viễn vọng không gian phóng to và cho chúng tôi hình dung tốt hơn. "
Ưu điểm của điều này là gấp đôi: thứ nhất, đối tượng hậu cảnh được bầu trời kéo dài và sáng nên dễ dàng thu được các kết quả đo phổ từ các phần khác nhau của đối tượng. Thứ hai, bởi vì thấu kính làm giãn nở vật thể, nên có thể kiểm tra các bộ phận rất nhỏ. Ví dụ, nếu một vật thể dài một năm ánh sáng, chúng ta có thể nghiên cứu các mảnh nhỏ với độ chính xác rất cao.
Các phép đọc quang phổ cho phép các nhà vật lý thiên văn "nhìn thấy" các phần tử của không gian sâu mà mắt thường không nhìn thấy được, chẳng hạn như DLA dạng khí khuếch tán và các thiên hà tiềm năng bên trong chúng. Thông thường, thu thập bằng chứng là một quá trình lâu dài và chăm chỉ. Nhưng các nhà khoa học đã giải quyết vấn đề này bằng cách tiến hành quang phổ tích phân sử dụng Máy chụp ảnh trên web vũ trụ Keck.
Quang phổ trường tích phân cho phép các nhà nghiên cứu thu được quang phổ tại từng pixel đơn lẻ trong khu vực bầu trời mà nó nhắm tới, làm cho quang phổ của một vật thể mở rộng trên bầu trời trở nên rất hiệu quả. Sự đổi mới này, kết hợp với thiên hà dài và sáng thấu kính hấp dẫn, cho phép nhóm lập bản đồ khí khuếch tán của DLA trên bầu trời với độ chính xác cao. Với phương pháp này, các nhà nghiên cứu không chỉ có thể xác định kích thước của hai DLA mà còn cả chúng chứa các thiên hà chủ.
Các nhà khoa học cho biết: “Tôi đã chờ đợi sự kết hợp này gần như toàn bộ sự nghiệp của mình: một kính thiên văn và dụng cụ đủ mạnh, và thiên nhiên cho chúng tôi một chút may mắn để nghiên cứu không phải một mà là hai DLA theo một cách mới”. "Thật tuyệt khi thấy khoa học được áp dụng vào thực tế."
Nhân tiện, DLA rất lớn. Với đường kính hơn 17,4 kiloparsec, chúng lớn hơn 13/5 kích thước của thiên hà Milky Way hiện đại. Để so sánh, 3,26 tỷ năm trước, đường kính của một thiên hà điển hình là dưới 1000 kiloparsecs. Một parsec là 56 năm ánh sáng và một kiloparsec là 723 parsec, vì vậy ánh sáng mất khoảng năm để truyền qua mỗi DLA.
Bạn có thể giúp Ukraine chiến đấu chống lại những kẻ xâm lược Nga. Cách tốt nhất để làm điều này là quyên góp quỹ cho Các lực lượng vũ trang của Ukraine thông qua Cuộc sống tiết kiệm hoặc thông qua trang chính thức NBU.
Đọc thêm:
- Pháo binh hiện đại là siêu vũ khí của Ukraine. Và tại sao Elon Musk lại ở đây?
- Các nhà thiên văn đã phát hiện ra một ngôi sao "tiêu chuẩn vàng" trong Dải Ngân hà