Một nhóm nghiên cứu đứng đầu bởi các nhà thiên văn học của Đại học California (UC), Riverside đã lần đầu tiên phát hiện một lượng lớn thiên hà lùn ở khoảng cách rất xa. Điều này có thể hé lộ những chi tiết quan trọng về giai đoạn tạo sao trong vũ trụ sớm nhiều tỷ năm trước.
Phát hiện này có được từ việc nghiên cứu các thiên hà lùn - những thiên hà nhỏ nhất và mờ nhất vũ trụ. Mặc dù nhỏ bé và mờ nhạt, chúng cực kỳ quan trọng để hiểu về lịch sử của vũ trụ, Phát hiện đã được công bố trên Astrophysical Journal (Tạp chí Vật lý thiên văn).
Các nhà khoa học tin rằng thiên hà lùn đóng một vai trò quan trọng trong thời kỳ tái ion hoá, khiến cho vũ trụ từ tình trạng tối, đục và trung hoà trở nên sáng, có sự ion hoá và trong suốt với các bức xạ.
Mặc dù quan trọng như vậy, các thiên hà lùn rất khó được quan sát vì chúng cực kỳ mờ và ở quá xa đối với tầm quan sát của ngay cả những kính thiên văn tốt nhất. Điều này có nghĩa là bức tranh hiện tại mà chúng ta có về vũ trụ vẫn chưa hoàn chỉnh.
Tuy nhiên, có một cách để giải quyết giới hạn này. Theo dự đoán từ thuyết tương đối rộng của Einstein, một vật thể nặng như một thiên hà có vị trí nằm giữa hướng nhìn tới một vật thể ở xa hơn có thể hành xử như một thấu kính tự nhiên, khuếch đại ánh sáng tới từ nguồn phía xa đó.
Hiện tượng này được gọi là thấu kính hấp dẫn. Nó làm cho thiên thể ở xa hơn phía sau trở nên sáng hơn và lớn hơn. Do đó, những kính thiên văn tự nhiên này có thể cho phép chúng ta khám phá những thiên hà lùn vốn không thể được nhìn thấy trực tiếp.
Năm 2014, nhóm nghiên cứu được đứng đầu bởi Brian Siana - giáo sư khoa Vật lý và Thiên văn học UC Riverside - đã hướng quan sát về phía có một cụm thiên hà tạo ra hiệu ứng thấu kính hấp dẫn và đã có một cái nhìn thoáng qua về một lượng lớn thiên hà lùn ở xa.
Bài báo vừa được công bố mới đây bởi tác giả chính là Anahita Alavi, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ cùng làm việc với Alavi, được thực hiện dựa trên khám phá đó.
Nhóm nghiên cứu sử dụng camera trường rộng số 3 của kính thiên văn không gian Hubble để thu được những hình ảnh đủ sâu về ba cụm thiên hà. Họ tìm thấy một lượng lớn thiên hà lùn ở khoảng cách xa từ thời điểm vũ trụ mới chỉ từ 2 đến 6 tỷ tuổi. Đây là khoảng thời gian rất quan trọng vì nó là giai đoạn tạo sao mạnh nhất trong vũ trụ.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn sử dụng dữ liệu quang phổ thu được từ máy quang phổ hồng ngoại đa vật thể MOSFIRE (Multi-Object Spectrograph for Infrared Exploration) của đài quan sát W.M. Keck để xác nhận chắc chắn việc các thiên hà quan sát được thuộc về giai đoạn quan trọng này trong lịch sử vũ trụ.
Những thiên hà lùn này mờ hơn những thiên hà khác từng được quan sát trong giai đoạn này từ 10 đến 100 lần. Mặc dù mờ như vậy, các thiên hà này có số lượng lớn hơn rất nhiều những thiên hà sáng.
Nghiên cứu này cho thấy số lượng của các thiên hà lùn thay đổi rất nhiều trong giai đoạn quan trọng này của vũ trụ, và có thể chúng còn nhiều hơn thế ở giai đoạn trước đó. Từ đó, các nhà nghiên cứu kết luận rằng thiên hà lùn là loại thiên hà nhiều nhất trong vũ trụ vào giai đoạn nêu trên.
Mặc dù rất mờ, những thiên hà lùn này tạo ra hơn một nửa số bức xạ tử ngoại trong thời kỳ này. Vì bức xạ tử ngoại được tạo ra từ các sao nóng và trẻ, các thiên hà lùn như vậy có chứa một lượng lớn các sao mới hình thành vào thời điểm đó.
Những kết quả nghiên cứu này gợi ý rằng các thiên hà lùn đóng vai trò nổi bật trong thời kỳ tái ion hoá. Những thiên hà này sẽ là những đối tượng ưu tiên của những thế hệ kính thiên văn tiếp theo, đặc biệt là kính thiên văn không gian James Webb sẽ bắt đầu được đưa lên quỹ đạo vào tháng 10 năm 2018.
Bryan
Theo Scence Daily
