Khám phá nguồn phát năng lượng cực mạnh trong không gian
Một đốm sáng là nguồn phát khí hydro mạnh mẽ trong vũ trụ xa xôi khiến các nhà khoa học bối rối, đây là điều chưa từng gặp lại từ năm 2000. Những đối tượng này được gọi là các đốm Lyman-alpha hay LAB, là một trong những thiên thể to lớn nhất vũ trụ.
LAB là những đốm sáng phát năng lượng rất mạnh mẽ và to lớn, một vài LAB có thể trải rộng đến 400.000 năm ánh sáng, tức gấp 4 lần chiều rộng của Ngân Hà. Những đám mây khổng lồ thải ra lượng lớn những dòng chảy tia cực tím cùng với quang phổ được tạo ra bởi các ion hydro, hay còn gọi là dòng chảy Lyman-alpha. Cho tới nay, những dòng chảy năng lượng này vẫn còn là điều bí ẩn đối với các nhà thiên văn.
Những quan sát mới đây được thực hiện bởi các kính viễn vọng mạnh nhất thế giới, bao gồm Chuỗi kính gương lớn Atacama (ALMA) ở Chile, Kính viễn vọng cực lớn (VLT) của ESO, và Kính Viễn vọng Không gian Hubble, đã cho thấy hai thiên hà to lớn cùng tham gia vào sự hình thành một đám mây khí khổng lồ, được gọi là Đốm sáng Lyman-alpha SSA22-1 hay LAB-1.
Phát hiện đầu tiên cũng là phát hiện chi tiết nhất về LAB-1, nó cách chúng ta khoảng 11,5 tỷ năm ánh sáng. Những ngôi sao thuộc thiên hà tại trung tâm của đám mây khí bị đốt cháy với tốc độ cực nhanh, nhanh hơn so với tốc độ tương tự ở Ngân Hà đến 100 lần. Chúng bị đốt cháy và tỏa sáng rực rỡ bằng những lớp khí hydro dày xung quanh nó.
Ngoài việc hai thiên hà chính đang sắp sáp nhập để trở thành một thiên hà elip lớn hơn, chúng còn là trọng tâm của các thiên hà nhỏ tràn ngập xung quanh Đốm sáng Lyman-alpha 1, chúng có thể tấn công những thiên hà lớn khác để tăng tốc độ hình thành sao. Các nhà khoa học tin rằng LAB-1 là giai đoạn đầu tiên trong quá trình hình thành một cụm thiên hà lớn hơn, tương tự như cụm thiên hà gần Ngân Hà mà chúng ta có thể thấy.
Đối tượng này cách chúng ta 11,5 tỷ năm ánh sáng, nghĩa là chúng ta đang nhìn về quá khứ 11,5 tỷ năm trước của nó, lúc này chỉ mới 2,3 tỷ năm sau khi diễn ra Vụ nổ lớn. LAB-1 vẫn là một thứ thuộc về cổ đại của vũ trụ sơ khai, việc nghiên cứu nó với những LAB khác có thể giúp các nhà thiên văn củng cố thêm về các lý thuyết hình thành nên những thiên hà, cấu trúc không-thời gian và xa hơn là cấu trúc của vũ trụ. Giờ đây, những thiên hà to lớn nhất vào thuở bình minh của vũ trụ chính là các Đốm sáng Lyman-alpha.
“Điều thú vị về những đốm sáng tỏa năng lượng là chúng ta có được cái nhìn hiếm hoi về những gì đang xảy ra quanh các thiên hà trẻ đang dần phát triển. Trong suốt thời gian dài, nguồn gốc của ánh sáng đến từ Đốm sáng Lyman-alpha vẫn gây tranh cãi. Nhưng nhờ vào quan sát mới và kết hợp với mô phỏng máy tính, chúng tôi đã giải quyết được bí ẩn 15 tỷ năm tuổi: Đốm sáng Lyman-alpha là nơi hình thành thiên hà elip, để sau này trở thành thiên hà trung tâm của một cụm thiên hà khổng lồ”, nhà vật lý thiên văn Jim Geach từ Đại học Hertfordshire, Vương quốc Anh, là trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.
Nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Astrophysical Journal.
 |
| Hình ảnh mô phỏng một Đốm sáng Lyman-alpha, hay LAB-1. Đốm sáng bao gồm hai thiên hà ở trung tâm và được bao xung quanh bởi những dòng khí nóng và những thiên hà vệ tinh nhỏ hơn. Credit: J.Geach/D.Narayanan/R.Crain. |
LAB là những đốm sáng phát năng lượng rất mạnh mẽ và to lớn, một vài LAB có thể trải rộng đến 400.000 năm ánh sáng, tức gấp 4 lần chiều rộng của Ngân Hà. Những đám mây khổng lồ thải ra lượng lớn những dòng chảy tia cực tím cùng với quang phổ được tạo ra bởi các ion hydro, hay còn gọi là dòng chảy Lyman-alpha. Cho tới nay, những dòng chảy năng lượng này vẫn còn là điều bí ẩn đối với các nhà thiên văn.
Những quan sát mới đây được thực hiện bởi các kính viễn vọng mạnh nhất thế giới, bao gồm Chuỗi kính gương lớn Atacama (ALMA) ở Chile, Kính viễn vọng cực lớn (VLT) của ESO, và Kính Viễn vọng Không gian Hubble, đã cho thấy hai thiên hà to lớn cùng tham gia vào sự hình thành một đám mây khí khổng lồ, được gọi là Đốm sáng Lyman-alpha SSA22-1 hay LAB-1.
Phát hiện đầu tiên cũng là phát hiện chi tiết nhất về LAB-1, nó cách chúng ta khoảng 11,5 tỷ năm ánh sáng. Những ngôi sao thuộc thiên hà tại trung tâm của đám mây khí bị đốt cháy với tốc độ cực nhanh, nhanh hơn so với tốc độ tương tự ở Ngân Hà đến 100 lần. Chúng bị đốt cháy và tỏa sáng rực rỡ bằng những lớp khí hydro dày xung quanh nó.
 |
| Giải thích cách một Đốm sáng Lyman-alpha tỏa sáng và trở thành một trong những thiên thể to lớn nhất và sáng nhất trong vũ trụ. Credit: ESO/J. Geach. |
Ngoài việc hai thiên hà chính đang sắp sáp nhập để trở thành một thiên hà elip lớn hơn, chúng còn là trọng tâm của các thiên hà nhỏ tràn ngập xung quanh Đốm sáng Lyman-alpha 1, chúng có thể tấn công những thiên hà lớn khác để tăng tốc độ hình thành sao. Các nhà khoa học tin rằng LAB-1 là giai đoạn đầu tiên trong quá trình hình thành một cụm thiên hà lớn hơn, tương tự như cụm thiên hà gần Ngân Hà mà chúng ta có thể thấy.
Đối tượng này cách chúng ta 11,5 tỷ năm ánh sáng, nghĩa là chúng ta đang nhìn về quá khứ 11,5 tỷ năm trước của nó, lúc này chỉ mới 2,3 tỷ năm sau khi diễn ra Vụ nổ lớn. LAB-1 vẫn là một thứ thuộc về cổ đại của vũ trụ sơ khai, việc nghiên cứu nó với những LAB khác có thể giúp các nhà thiên văn củng cố thêm về các lý thuyết hình thành nên những thiên hà, cấu trúc không-thời gian và xa hơn là cấu trúc của vũ trụ. Giờ đây, những thiên hà to lớn nhất vào thuở bình minh của vũ trụ chính là các Đốm sáng Lyman-alpha.
“Điều thú vị về những đốm sáng tỏa năng lượng là chúng ta có được cái nhìn hiếm hoi về những gì đang xảy ra quanh các thiên hà trẻ đang dần phát triển. Trong suốt thời gian dài, nguồn gốc của ánh sáng đến từ Đốm sáng Lyman-alpha vẫn gây tranh cãi. Nhưng nhờ vào quan sát mới và kết hợp với mô phỏng máy tính, chúng tôi đã giải quyết được bí ẩn 15 tỷ năm tuổi: Đốm sáng Lyman-alpha là nơi hình thành thiên hà elip, để sau này trở thành thiên hà trung tâm của một cụm thiên hà khổng lồ”, nhà vật lý thiên văn Jim Geach từ Đại học Hertfordshire, Vương quốc Anh, là trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.
Nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Astrophysical Journal.
Anh Tuấn Nguyễn theo Popular Mechanics
