kính thiên văn James Webb đã phát hiện ra hàng trăm thiên hà cổ đại có thể là một trong những thiên hà đầu tiên trong vũ trụ. Đây là một bước nhảy vọt đáng kể so với số ít được biết là tồn tại. Đã 600 triệu năm sau Vụ nổ lớn, các thiên hà trẻ phô trương cấu trúc phức tạp.
Mới nghiên cứu đã thu thập các quan sát từ hai mảng trời nhỏ: một ở chòm sao Tiểu Hùng Tinh và một ở hướng cụm sao Fornax. Hơn 700 thiên hà trẻ đã được phát hiện ở khu vực này, cho thấy vũ trụ trông như thế nào trong những ngày đầu của nó. Các nhà khoa học cho biết: “Nếu bạn lấy toàn bộ vũ trụ và rút gọn nó thành một bộ phim dài hai giờ, thì đây là năm phút đầu tiên.
Những phát hiện mới đã làm sáng tỏ cách các thiên hà và ngôi sao đầu tiên hình thành. Chỉ trong 370 phút này, nghĩa là tuổi của vũ trụ từ 650 đến 717 triệu năm, các nhà khoa học đã phát hiện ra thiên hà trẻ trải dài hàng nghìn năm ánh sáng, có cấu trúc phức tạp và sinh ra các ngôi sao thành nhiều cụm. "Trước đây, những thiên hà lâu đời nhất mà chúng ta có thể nhìn thấy trông giống như những đốm nhỏ. Tuy nhiên, các điểm này đại diện cho hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ ngôi sao ở thời kỳ đầu của vũ trụ, các nhà khoa học cho biết. "Bây giờ chúng tôi thấy rằng một số trong số chúng thực sự là những vật thể mở rộng với cấu trúc có thể nhìn thấy được."
Cùng với nhau, hai khu vực được sử dụng trong nghiên cứu này được gọi là GOODS-South (từ viết tắt của The Great Observatories Origins Deep Survey) và đã được nghiên cứu rộng rãi bởi gần như mọi kính viễn vọng không gian lớn, bao gồm Hubble, Đài quan sát tia X Chandra và "vòi phun“. Mặc dù đã sàng lọc cẩn thận, 93% các thiên hà mới được phát hiện bởi kính viễn vọng Webb chưa từng được nhìn thấy trước đó.
Chính xác làm thế nào môi trường hỗn loạn, bụi bặm này biến thành không gian trong suốt đã được tranh luận từ lâu. Giả thuyết hàng đầu cho rằng giai đoạn tiến hóa này của vũ trụ, được gọi là Thời đại tái ion hóa, xảy ra khoảng 400 năm sau Vụ nổ lớn, khi thế hệ sao đầu tiên hình thành, được cho là có khối lượng gấp 30 đến 300 lần Mặt trời của chúng ta và có khối lượng hàng triệu. sáng hơn gấp nhiều lần.
Ánh sao tia cực tím của họ tái ion hóa Vũ trụ, tách các nguyên tử hydro thành các proton và electron, một quá trình tiếp tục cho đến một tỷ năm sau Vụ nổ lớn. Một số nhà thiên văn học tin rằng dòng chảy ra từ các lỗ đen siêu lớn, giống như lỗ đen ở trung tâm Dải Ngân hà, có thể đã kích hoạt sự phát ra bức xạ cực tím từ các thiên hà và cũng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa của vũ trụ.
Giờ đây, một nhóm các nhà khoa học thứ hai nghiên cứu các thiên hà tồn tại từ 500 đến 850 triệu năm sau Vụ nổ lớn, hoặc từ phút thứ 5 đến phút thứ 8 của một bộ phim mô tả vũ trụ, tin rằng họ có câu trả lời cho một câu hỏi muôn thuở. Các nhà nghiên cứu cho biết: “Trong giai đoạn tiếp theo này của vũ trụ, chúng ta bắt đầu thấy tác động của sự hình thành thiên hà đối với thành phần của vũ trụ”. "Các thiên hà trong vũ trụ sơ khai hỗn loạn hơn theo cách chúng hình thành các ngôi sao."
Các nhà khoa học đã nghiên cứu các dấu hiệu hình thành sao ở những ngôi sao đầu tiên thiên hà, giúp hiểu được ánh sáng sao đã ion hóa chất khí như thế nào. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng một trong sáu thiên hà vào thời điểm đó cho thấy các vạch phát xạ cực mạnh trong quang phổ của thiên hà – một đặc điểm phát ra từ các nguyên tử bị ion hóa bởi ánh sáng sao khi chúng nguội đi và kết hợp với các phân tử khác.
Những vạch phát xạ này chỉ ra rằng các thiên hà sơ khai đang tích cực sinh ra các ngôi sao, sau đó chúng bơm "các luồng photon cực tím" vào các thiên hà tương ứng. Do đó, các ngôi sao sơ khai của vũ trụ trở thành động lực chính của quá trình tái ion hóa vũ trụ. Từ các vạch phát xạ, các nhà khoa học kết luận rằng các thiên hà trong vũ trụ sơ khai đã sinh ra các ngôi sao trong các vụ nổ ngắn sau đó là các khoảng thời gian nghỉ ngơi.
Đọc thêm: