Một thiên hà xanh và mờ cách Trái Đất khoảng 30 triệu năm ánh sáng, ở vị trí của chòm sao Leo Minor (Sư tử nhỏ) có thể làm sáng tỏ hơn những điều kiệu đầu tiên trong sự ra đời của vũ trụ.
Các nhà thiên văn học ở đại học Indiana gần đây đã nhận thấy thiên hà này chứa mức nguyên tố nặng (hay kim loại) thấp nhất từng được quan sát trong các tập hợp sao liên kết bởi hấp dẫn. Thiên hà này được gọi tên là Leoncino (cũng có nghĩa là con sư tử nhỏ).
Nghiên cứu mới được công bố trên Astrophysical Journal. Tác giả chính của nghiên cứu này là Alec S. Hirschauer, sih viên đã tốt nghiệp khoa thiên văn học trường Nghệ thuật và Khoa học IU Bloomington. Các tác giả khác của nghiên cứu cũng đang làm việc tại IU là giáo sư John J. Salzer và phó giáo sư Katherine L. Rhode.
"Tìm thấy thiên hà nghèo kim loại nhất từng biết thật hấp dẫn vì nó có thể hỗ trợ việc kiểm tra định lượng Big Bang," Salzer nói. "Có rất ít cách để khám phá các điều kiện ở sự ra đời của vũ trụ, nhưng các thiên hà nghèo kim loại là một trong những cách hứa hẹn nhất."
Lí do là mô hình được chấp nhận hiện nay về khởi đầu của vũ trụ đưa ra những dự đoán rõ ràng về lượng heli và hydro được ra đời từ Big Bang, tỷ lệ của những nguyên tử này trong các thiên hà nghèo kim loại cung cấp một cách trực tiếp để kiểm tra mô hình.
Trong thiên văn học, bất cứ nguyên tố nào trừ hydro và heli đều được coi là kim loại. Thành phần nguyên tố của các thiên hà nghèo kim loại rất gần với thời kỳ đầu của vũ trụ.
Tuy nhiên để tìm thấy các thiên hà nghèo kim loại này, các nhà thiên văn học phải quan sát ra rất xa. Thiên hà Milky Way của chúng ta là một nguồn dữ liệu nghèo nàn do nó có mức nguyên tố nặng cao do quá trình tiến hoá của các sao, trong đó các sao sản sinh ra các nguyên tổ nặng trong các phản ứng kết hợp hạt nhân rồi ném chúng ta khắp thiên hà khi chúng phát nổ dưới dạng các supernova. Sự nghèo kim loại cho thấy có rất ít hoạt động sao trong những thiên hà như thế này.
Leoncino là một thành viên của vùng "vũ trụ địa phương", một vùng không gian có bán kính khoảng 1 tỷ năm ánh sáng tính từ Trái Đất và ước tính là có vài triệu thiên hà trong khu vực này, trong đó chỉ có một phần nhỏ đã được thống kê cụ thể. Thiên hà có mức kim loại thấp nhất từng được xác định trước đây là vào năm 2005, nhưng Leoncino có mức kim loại thấp hơn như vậy 29%.
Hình ảnh thiên hà có tên Leoncino (kí hiệu AGC 198691) do kính thiên văn không gian Hubble chụp
Sự phong phú nguyên tố trong thiên hà được ước tính dựa trên các quan sát quang phổ, thu được qua sóng ánh sáng (sóng điện từ) phát ra từ hệ. Những quan sát này cho phép các nhà thiên văn quan sát bức xạ phát ra bởi các thiên hà giống như cầu vồng tạo nên khi ánh sáng đi qua một lăng kính.
Các vùng không gian tạo sao chẳng hạn, chúng phát ra ánh sáng tạo nên những vạch quang phổ đặc trưng, mỗi vạch thể hiện sự có mặt của một loại khí khác nhau: hydro, heli, oxy, ... Trong ánh sáng thu được từ vùng tạo sao của Leoncino, các nhà khoa học phát hiện các vạch của những nguyên tố này, sau đó họ sử dụng các định luật của vật lý nguyên tử để tính toán mức phong phú của các nguyên tố.
"Một bức tranh đáng giá với một nghìn từ, nhưng một quang phổ đáng giá với một nghìn bức tranh," Salzer nói. "Thật đáng kinh ngạc với lượng thông tin mà chúng ta có thể tìm thấy ở những nơi cách xa hàng triệu năm ánh sáng."
Ngoài đặc trưng về độ nghèo kim loại, Leoncino còn là một thiên hà đặc biệt ở chỗ nó là một thiên hà lùn với đường kính chỉ khoảng 1.000 năm ánh sáng và chứa vài triệu sao. Trong khi đó, thiên hà Milky Way của chúng ta được ước tính có khoảng 200 đến 400 tỷ sao. Leoncino là một thiên hà có màu xanh xuất phát từ sự tạo thành của các sao nóng nhưng rất mờ, với độ chói thấp nhất từng được quan sát đối với loại thiên hà này.
Bryan
Theo Science Daily
