Một nhóm nghiên cứu gồm các nhà khoa học từ nhiều quốc gia, trong đó có hai giáo sư và ba sinh viên đã tốt nghiệp của UCLA (Đại học California - Los Angeles), đã phát hiện và xác nhận thiên hà mờ nhất của vũ trụ sớm từng được biết tới. Sử dụng đài quan sát W. M. Keck trên đỉnh Mauna Kea ở Hawaii, các nhà nghiên cứu đã phát hiện thiên hà này ở thời điểm 13 tỷ năm trước. Kết quả đã được công bố trên Astrophysical Journal Letters.
Tommasu Treu, một giáo sư vật lý và thiên văn học ở UCLA và là một đồng tác giả của nghiên cứu cho biết khám phá này có thể là một bước tiến tới việc làm sáng tỏ một trong những bí ẩn lớn nhất của thiên văn học: "Thời kỳ đen tối" của vũ trụ đã kết thúc như thế nào.
Các nhà nghiên cứu thực hiện quan sát bằng cách sử dụng hiệu ứng thấu kính hấp dẫn để quan sát đối tượng cực mờ này, một cấu trúc được ra đời rất sớm sau Big Bang. Thấu kính hấp dẫn được dự đoán lần đầu tiên bởi Albert Einstein cách đây một thế kỷ, hiệu ứng này tương tự như vật thể được nhìn qua một thấu kính làm ánh sáng bị bẻ cong trước khi tới với người quan sát.
Thiên hà được phát hiện nằm ở sau một cumh thiên hà có tên là MACS2129.4-0741, một cụm thiên hà đóng vai trò thấu kính đủ lớn để tạo ra ba hình ảnh khác nhau của thiên hà được quan sát.
Nguyên lý của hiệu ứng thấu kính hấp dẫn
Theo thuyết Big Bang, vũ trụ lạnh đi khi nó nở ra. Theo Treu cho biết, nhờ vậy mà proton có thể bắt giữ electron để tạo thành nguyên tử hydro, khiến vũ trụ trở nên không trong suốt với bức xạ, gây nên thời kỳ đen tối (dark ages) của vũ trụ.
"Tại thời điểm nào đó khoảng vài trăm triệu năm sau đó, các ngôi sao đầu tiên được tạo thành và chúng bắt đầu tạo ra tia tử ngoại có thể ion hoá hydro," Treu nói. "Cuối cùng, khi có đủ sao, chúng có thể đã ion hoá toàn bộ hydro trong không gian liên thiên hà và làm cho vũ trụ trở thành như chúng ta thấy ngày nay."
Quá trình đó, được gọi là sự tái ion hoá vũ trụ, xảy ra khoảng 13 tỷ năm trước, nhưng các nhà khoa học cho tới nay đã không thể xác định được rằng việc đó xảy ra nhờ có đủ số sao cần thiết hay còn có một nguồn nào khác chẳng hạn như khí bị cuốn vào các lỗ đen siêu nặng.
"Hiện nay, đối tượng nghi vấn hàng đầu là các sao trong các thiên hà quá mờ đối với các kính thiên văn nếu không có sự hỗ trợ của thấu kính hấp dẫn," Treu nói. "Nghiên cứu này khai thác hiệu ứng thấu kính hấp dẫn để chứng minh rằng các thiên hà như vậy là có tồn tại và đó là một bước tiến quan trọng tới việc giải quyết bí ẩn này."
Ba hình ảnh của thiên hà được quan sát (đánh dấu bằng các ô vuông) được quan sát bởi kính thiên văn không gian Hubble nhờ hiệu ứng thấu kính hấp dẫn. Các sóng có các đỉnh trùng nhau ở cùng bước sóng cho thấy chúng tới từ cùng một nguồn. Ở góc phải phía dưới là kính thiên văn Keck I và Keck II của đài quan sát Keck đặt tại Hawaii.
Nhóm nghiên cứu được dẫn đầu bởi giáo sư Marusa Bradac ở UC Davis. Các đồng tác giả gồm Matthew Malkan - giáo sư vật lý và thiên văn học UCLA và ba sinh viên đã tốt nghiệp UCLA là Charlotte Mason, Takahiro Morishita và Xin Wang.
Hình ảnh thiên hà được phóng đại qua thấu kính hấp dẫn được ghi nhận độc lập bởi cả đài quan sát Keck và kính thiên văn không gian Hubble.
Bryan
Theo Science Daily
