Các nhà thiên văn học đã khám phá ra một cấu trúc khổng lồ trong vũ trụ sớm, vào thời điểm chỉ 2 tỷ năm sau Big Bang. Cấu trúc tiền siêu cụm thiên hà này được đặt tên là Hyperion (một Titan trong thần thoại Hy Lạp). Nó là cấu trúc lớn nhất từng được tìm thấy ở thời điểm và khoảng cách xa như vậy.
Nhóm nghiên cứu đứng đầu bởi Olga Cucciati ở Viện Vật lý thiên văn Quốc gia (INAF) Bologna, Italia và Brian Lemaux ở Khoa Vật lý, trường Văn chương và Khoa học thuộc Đại học California, Davis (UC Davis), với sự tham gia của Lori Lubin - một giáo sư vật lý tại UC Davis. Họ đã sử dụng thiết bị có tên là VIMOS (VIsible Multi-Object Spectrograph/Quang phổ kế biểu kiến đa mục tiêu) thuộc kính thiên văn rất lớn (VLT) của ESO đặt tại Paranal, Chile để xác định một tiền siêu cụm thiên hà khổng lồ đang hình thành trong giai đoạn sớm của vũ trụ, chỉ 2,3 tỷ năm sau Big Bang.
Hyperion là cấu trúc lớn và nặng nhất từng được tìm thấy vào giai đoạn sớm như vậy trong lịch sử vũ trụ, với khối lượng được tính ra là lớn gấp hơn 1 triệu tỷ lần khối lượng của Mặt Trời. Khối lượng khổng lồ này tương đương với những cấu trúc lớn nhất được quan sát thấy trong vũ trụ ngày nay, nhưng việc tìm thấy một thứ như vậy ở vũ trụ sớm đã gây bất ngờ cho các nhà thiên văn.
"Đây là lần đầu tiên một cấu trúc lớn như vậy được xác định ở độ dịch chuyển đỏ cao như thế này, chỉ hơn 2 tỷ năm sau Big Bang," Cucciati nói. "Thông thường những cấu trúc loại này được biết tới đều có dịch chuyển đỏ thấp hơn, có nghĩa là khi vũ trụ đã có nhiều thời gian hơn nhiều để tiến hóa và xây dựng nên những thứ lớn như thế. Thật ngạc nhiên khi thấy thứ gì đó như vậy đã phát triển từ khi vũ trụ còn khá trẻ."
Dựng bản đồ 3 chiều cho siêu cụm
Nằm ở hướng của chòm sao Sextans (Kính lục phân), Hyperion được xác định nhờ một kỹ thuật mới do UC Davis phát triển để phân tích lượng dữ liệu lớn thu được từ Khảo sát cực sâu bằng VIMOS - đứng đầu bởi Olivier Le Fèvre tại Phòng thí nghiệm Vật lý thiên văn Marseille, Trung tâm nghiên cứu khoa học Quốc gia (CNRS) và Trung tâm nghiên cứu vũ trụ Quốc gia (CNES) (Pháp). Thiết bị VIMOS có thể đo được khoảng cách của hàng trăm thiên hà cùng lúc, giúp nó có thể lập bản đồ 3 chiều vị trí của các thiên hà trong siêu cụm thiên hà đang hình thành.
Nhóm nghiên cứu thấy rằng Hyperion có một cấu trúc rất phức tạp, chứa ít nhất 7 vùng có mật độ cao liên kết bởi các sợi thiên hà, kích thước của nó tương đương với các siêu cụm thiên hà gần Trái Đất hơn mặc dù cấu trúc thì rất khác.
"Các siêu cụm gần Trái Đất hơn có xu hướng tập trung khối lượng nhiều hơn vào các chi tiết có cấu trúc rõ ràng," Lemaux nói. "Nhưng ở Hyperion, khối lượng phân bố đồng đều hơn trong một chuỗi các đám liên kết với nhau."
Các nhà nghiên cứu đang so sánh việc phát hiện ra Hyperion với kết qua có được từ khảo sát ORELSE (Observations of Redshift Evolution in Large Scale Environments/Quan sát sự tiến hóa của dịch chuyển đỏ trong môi trường vĩ mô) do Lubin đứng đầu. Khảo sát ORELSE sử dụng các kính thiên văn tại Đài quan sát W.M. Keck ở Hawaii để nghiên cứu các siêu cụm thiên hà gần Trái Đất hơn. Lubin và Lemeaux cũng sử dụng đài Keck để lập bản đồ Hyperion và các cấu trúc tương tự một cách hoàn chỉnh hơn.
Sự tương phản giữa Hyperion và các siêu cụm thiên hà ở gần hơn chủ yếu là do các siêu cụm gần hơn đã có hàng tỷ năm để hấp dẫn có thể gom vật chất lại với nhau thành những vùng đặc hơn trong khi Hyperion còn quá trẻ và có ít thời gian cho việc đó.
Với việc có kích thước lớn như vậy khi vũ trụ còn quá trẻ, Hyperion được cho là đã phát triển thành những cấu trúc khổng lồ tương tự đã được biết tới trong vũ trụ như Bức tường lớn Sloan (Sloan Great Wall) hay siêu cụm Virgo nơi có chứa thiên hà Milky Way của chúng ta.
"Việc hiểu về Hyperion và tương quan giữa nó và các cấu trúc tương tự ở gần hơn có thể mang lại những cái nhìn mới về cách mà vũ trụ đã phát triển trong quá khứ và sẽ tiến hóa trong tương lai, cũng như cho chúng ta cơ hội để thách thức những mô hình đã có về sự tạo thành các siêu cụm thiên hà," Cucciati cho biết. "Việc khai quật được gã khổng lồ vũ trụ này giúp sáng tỏ thêm lịch sử của những cấu trúc vĩ mô như thế này."
Vũ Quang
Theo Science Daily
