Với việc nghiên cứu thiên hà đang chết xa nhất được phát hiện cho đến nay - một thiên hà nặng hơn thiên hà Milky Way của chúng ta với hơn một nghìn tỷ sao, các nhà thiên văn học đã phát hiện “lõi” của các hệ này đã hình thành khoảng 1,5 tỷ năm sau Big Bang, tức là sớm hơn khoảng 1 tỷ năm so với kết quả của các phép đo trước đó. Phát hiện này sẽ bổ sung cho hiểu biết của chúng ta về sự hình thành của vũ trụ nói chung, đồng thời có thể khiến cho các mô hình máy tính, một trong những công cụ cơ bản nhất mà các nhà thiên văn học sử dụng phải được sửa đổi. Kết quả này thu được nhờ sự hợp tác chặt chẽ với Masayuki Tanaka và các đồng nghiệp của ông tại Đài thiên văn Quốc gia Nhật Bản, hiện được công bố trên hai Tạp chí Astrophysical Journal Letters và Astrophysical Journal.
Thiên hà “chết” là gì?
Một cách phân loại thiên hà phổ biến là phân biệt thiên hà sống hoặc chết, trong đó các thiên hà đã chết là những thiên hà không còn hình thành sao, trong khi các thiên hà còn sống vẫn còn hoạt động hình thành sao. Một thiên hà 'đang tắt' là một thiên hà đang trong quá trình chết - có nghĩa là sự hình thành sao của nó bị suy giảm một cách đáng kể. Các thiên hà đang tắt không sáng như các thiên hà còn hoạt động, nhưng chúng không tối như các thiên hà chết. Các nhà nghiên cứu sử dụng phổ về độ sáng này làm đặc điểm nhận dạng đầu tiên khi quan sát các thiên hà trong vũ trụ.
Thiên hà đang chết xa nhất được phát hiện cho đến nay cho thấy sự phát triển đáng chú ý
Một nhóm các nhà nghiên cứu của Trung tâm Cosmic Dawn tại Viện nghiên cứu Niels Bohr và Đài thiên văn Quốc gia Nhật Bản gần đây đã phát hiện một thiên hà khổng lồ đang chết vào khoảng 1,5 tỷ năm sau Big Bang, cũng là thiên hà xa nhất thuộc loại này được phát hiện. "Hơn nữa, chúng tôi thấy rằng lõi của nó dường như đã hoàn thiện tại thời điểm đó", Masayuki Tanaka, tác giả của nghiên cứu cho biết. "Kết quả này phù hợp với thực tế rằng, khi những thiên hà khổng lồ này vẫn còn sống và còn hoạt động hình thành sao, mức độ chúng có thể không quá lớn so với mức trung bình của các thiên hà", Francesco Valentino, phó giáo sư tại Trung tâm Cosmic Dawn tại Viện nghiên cứu Niels Bohr cho biết thêm.
Tại sao các thiên hà lại chết? - Một trong những câu hỏi lớn nhất và vẫn chưa có lời giải trong vật lý thiên văn
“Sự hình thành sao bị suy giảm cho chúng ta biết rằng một thiên hà đang chết dần, thật đáng buồn, nhưng đó chính xác là loại thiên hà mà chúng ta muốn nghiên cứu chi tiết để hiểu tại sao nó lại chết”, Valentino cho biết. Một trong những câu hỏi lớn nhất mà vật lý thiên văn vẫn chưa trả lời được là làm thế nào một thiên hà chuyển từ thiên hà với hoạt động hình thành sao thành thiên hà chết. Chẳng hạn, thiên hà Milky Way của chúng ta vẫn còn sống và vẫn đang tạo ra những ngôi sao mới một cách chậm rãi, nhưng trong thời gian không quá xa nữa (trong thang thiên văn học), thiên hà trung tâm của cụm Virgo - M87 - sẽ chết và trở nên hoàn toàn khác. Tại sao lại như vậy? “Nó có thể là do sự hiện diện của lỗ đen khổng lồ và đang hoạt động ở trung tâm của các thiên hà như M87” Valentino nói.
Các kính thiên văn trên Trái Đất tìm thấy các đối tượng nổi bật - nhưng các nhà thiên văn học tìm kiếm sự bình thường
Một trong những vấn đề trong việc quan sát các thiên hà một cách chi tiết là các kính thiên văn hiện tại trên Trái Đất thường chỉ có thể tìm thấy những hệ nổi bật nhất. Tuy nhiên, chìa khóa để mô tả lịch sử của vũ trụ được nắm giữ bởi số lượng lớn các đối tượng bình thường. “Vì chúng tôi đang cố gắng để khám phá những đối tượng bình thường này, nên những hạn chế trong quan sát hiện tại là một trở ngại phải vượt qua.”
Kính thiên văn James Webb (JWST) được hy vọng sẽ cung cấp dữ liệu tốt hơn trong tương lai gần
Kính thiên văn không gian James Webb, dự kiến sẽ được phóng vào năm 2021, sẽ có thể cung cấp cho các nhà thiên văn dữ liệu ở mức độ chi tiết để có thể mô tả chính xác các đối tượng "bình thường" này. Các phương pháp đã được phát triển với sự hợp tác chặt chẽ giữa nhóm nghiên cứu Nhật Bản và nhóm nghiên cứu tại Viện Niels Bohr đã được chứng minh là thành công với kết quả gần đây. “Điều này rất có ý nghĩa, bởi vì nó sẽ cho phép chúng ta tìm kiếm các thiên hà hứa hẹn nhất ngay từ đầu khi JWST cho phép chúng ta truy cập vào dữ liệu chất lượng cao hơn nhiều" Francesco Valentino giải thích.
Kết hợp các quan sát với công cụ - các mô hình máy tính của vũ trụ
Những gì đã được phát hiện bằng quan sát không quá xa so với những gì mà các mô hình gần đây nhất dự đoán. “Cho đến rất gần đây, chúng ta không có nhiều quan sát để so sánh với các mô hình. Tuy nhiên, tình hình đang cải thiện nhanh chóng và với JWST, chúng ta sẽ có nhiều mẫu thiên hà “bình thường” hơn để nghiên cứu trong vòng một vài năm. Càng nhiều thiên hà chúng ta có thể nghiên cứu, chúng ta càng có thể hiểu rõ hơn các tính chất hoặc nguyên nhân dẫn đến một trạng thái nhất định của thiên hà - nếu thiên hà đó còn sống, đang trong quá trình chết hay đã chết. Về cơ bản đó là một câu hỏi về việc làm thế nào để viết lịch sử của vũ trụ một cách chính xác, và ngày càng chi tiết hơn. Đồng thời, chúng tôi cũng đang điều chỉnh các mô hình máy tính để phù hợp với các quan sát. Đó sẽ là một tiến triển lớn, không chỉ cho lĩnh vực nghiên cứu của chúng tôi, mà còn cho thiên văn học nói chung”, Francesco Valentino giải thích.
Gia Linh
Theo Sciencedaily
