Vũ trụ quan sát được chứa nhiều thiên hà hơn chúng ta nghĩ
Theo kết quả từ quan sát mới nhất của Kính Viễn vọng Không gian Hubble và các đài quan sát khác của NASA, vũ trụ quan sát được giờ đây 'bỗng nhiên' đông đúc hơn.
Phân tích quan sát mới của kính Hubble và các đài quan sát khác của NASA, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Christopher Conselice ở Đại học Nottingham, Anh quốc, đã cho thấy số lượng thiên hà tồn tại trong vũ trụ quan sát được nhiều hơn ít nhất là 10 lần so với những gì chúng ta từng nghĩ. Bài nghiên cứu được đăng tải trên The Astrophysical Journal.
Hầu hết các thiên hà ở xa tương đối nhỏ và mờ nhạt, khối lượng nhẹ tương tự như các thiên hà vệ tinh quay xung quanh Ngân Hà. Những thiên hà nhỏ này sẽ sáp nhập với nhau thành các thiên hà lớn hơn, khiến mật độ thiên hà trong không gian vũ trụ bị giảm. Điều này có nghĩa là, sự phân bố các thiên hà trong không gian là không đồng đều trong suốt lịch sử vũ trụ.
“Kết quả nghiên cứu này là bằng chứng mạnh mẽ cho sự tiến hóa của thiên hà đã diễn ra trong suốt chiều dài lịch sử của vũ trụ, khiến số lượng thiên hà giảm do sự sáp nhập giữa chúng. Điều này xác nhận cấu trúc hình thành theo thứ bậc của vũ trụ,” Conselice giải thích.
Một trong những câu hỏi khá phổ biến trong thiên văn học là có bao nhiêu thiên hà trong vũ trụ? Hình ảnh Hubble Deep Field được chụp bởi kính Hubble vào giữa thập niên 1990, đã cho chúng ta cái nhìn rõ ràng đầu tiên về dân số của vũ trụ. Những quan sát sau đó với mức độ nhạy sáng cao hơn, cho thấy được những thiên hà mờ nhạt. Dựa vào những quan sát này, các nhà khoa học ước tính rằng vũ trụ quan sát được chứa khoảng 200 tỷ thiên hà. Và theo nghiên cứu mới này thì con số này phải nhiều hơn ít nhất là 10 lần, tức hai ngàn tỷ thiên hà.
Conselice và nhóm nghiên cứu của ông đã dẫn tới kết luận này bằng cách dựa trên những hình ảnh của kính Hubble và các đài quan sát khác về sâu thẳm của vũ trụ. Họ đã chuyển đổi những hình ảnh này thành hình ảnh 3D, để thực hiện phép đo chính xác về số lượng thiên hà ở các giai đoạn khác nhau của lịch sử vũ trụ.
Ngoài ra, họ cũng sử dụng mô hình toán học hiện đại, cho phép họ suy ra các thiên hà đang tồn tại nhưng công nghệ quan sát hiện nay không nhìn thấy được. Kết quả sau cùng gây ngạc nhiên vì có đến 90% thiên hà mờ nhạt mà chúng ta không thể quan sát được, điều này tăng thêm số lượng thiên hà và khối lượng của chúng trong vũ trụ. Những thiên hà nhỏ và mờ nhạt trong vũ trụ sơ khai kết hợp với nhau để tạo thành các thiên hà lớn mà chúng ta có thể quan sát được vào ngày nay.
“Điều thú vị của nghiên cứu này là có đến 90% thiên hà vẫn chưa được biết đến và tìm hiểu. Ai mà biết được sẽ có những điều thú vị nào khi chúng ta nghiên cứu về các thiên hà này. Chúng ta sẽ làm được điều này nhờ vào các kính viễn vọng hiện đại trong tương lai gần, như Kính Viễn vọng Không gian James Webb,” Conselice cho biết thêm.
Số lượng thiên hà giảm dần theo thời gian do sáp nhập cũng góp phần củng cố nghịch lý Olbers. Nghịch lý này được đưa ra lần đầu bởi nhà thiên văn Heinrich Wilhelm Olbers người Đức vào những năm 1800, rằng tại sao bầu trời lại tối đen nếu vũ trụ chứa vô hạn các vì sao?
Nghiên cứu này có thể trả lời rằng, thực sự bầu trời đêm là một bộ sưu tập rất phong phú về các thiên hà và những vì sao. Về nguyên tắc, mỗi khu vực rất nhỏ trên bầu trời đều chứa nhiều thiên hà. Tuy nhiên, chúng ở quá xa hoặc không đủ sáng để mắt người và các kính viễn vọng nhận được ánh sáng từ chúng; cùng với dịch chuyển đỏ của sự mở rộng vũ trụ; và sự hấp thụ ánh sáng bởi bụi khí giữa môi trường liên thiên hà, nên chúng trở nên vô hình với chúng ta, để lại cho ta một bầu trời đen ngòm.
Phân tích quan sát mới của kính Hubble và các đài quan sát khác của NASA, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Christopher Conselice ở Đại học Nottingham, Anh quốc, đã cho thấy số lượng thiên hà tồn tại trong vũ trụ quan sát được nhiều hơn ít nhất là 10 lần so với những gì chúng ta từng nghĩ. Bài nghiên cứu được đăng tải trên The Astrophysical Journal.
 |
| Quan sát mới nhất của kính Hubble cho thấy số lượng thiên hà trong vũ trụ quan sát được nhiều hơn 10 lần so với những gì chúng ta nghĩ trước đây. Credit: NASA, ESA, the GOODS Team, và M. Giavialisco (Đại học Massachusetts, Amherst). |
Hầu hết các thiên hà ở xa tương đối nhỏ và mờ nhạt, khối lượng nhẹ tương tự như các thiên hà vệ tinh quay xung quanh Ngân Hà. Những thiên hà nhỏ này sẽ sáp nhập với nhau thành các thiên hà lớn hơn, khiến mật độ thiên hà trong không gian vũ trụ bị giảm. Điều này có nghĩa là, sự phân bố các thiên hà trong không gian là không đồng đều trong suốt lịch sử vũ trụ.
“Kết quả nghiên cứu này là bằng chứng mạnh mẽ cho sự tiến hóa của thiên hà đã diễn ra trong suốt chiều dài lịch sử của vũ trụ, khiến số lượng thiên hà giảm do sự sáp nhập giữa chúng. Điều này xác nhận cấu trúc hình thành theo thứ bậc của vũ trụ,” Conselice giải thích.
Một trong những câu hỏi khá phổ biến trong thiên văn học là có bao nhiêu thiên hà trong vũ trụ? Hình ảnh Hubble Deep Field được chụp bởi kính Hubble vào giữa thập niên 1990, đã cho chúng ta cái nhìn rõ ràng đầu tiên về dân số của vũ trụ. Những quan sát sau đó với mức độ nhạy sáng cao hơn, cho thấy được những thiên hà mờ nhạt. Dựa vào những quan sát này, các nhà khoa học ước tính rằng vũ trụ quan sát được chứa khoảng 200 tỷ thiên hà. Và theo nghiên cứu mới này thì con số này phải nhiều hơn ít nhất là 10 lần, tức hai ngàn tỷ thiên hà.
Conselice và nhóm nghiên cứu của ông đã dẫn tới kết luận này bằng cách dựa trên những hình ảnh của kính Hubble và các đài quan sát khác về sâu thẳm của vũ trụ. Họ đã chuyển đổi những hình ảnh này thành hình ảnh 3D, để thực hiện phép đo chính xác về số lượng thiên hà ở các giai đoạn khác nhau của lịch sử vũ trụ.
Ngoài ra, họ cũng sử dụng mô hình toán học hiện đại, cho phép họ suy ra các thiên hà đang tồn tại nhưng công nghệ quan sát hiện nay không nhìn thấy được. Kết quả sau cùng gây ngạc nhiên vì có đến 90% thiên hà mờ nhạt mà chúng ta không thể quan sát được, điều này tăng thêm số lượng thiên hà và khối lượng của chúng trong vũ trụ. Những thiên hà nhỏ và mờ nhạt trong vũ trụ sơ khai kết hợp với nhau để tạo thành các thiên hà lớn mà chúng ta có thể quan sát được vào ngày nay.
“Điều thú vị của nghiên cứu này là có đến 90% thiên hà vẫn chưa được biết đến và tìm hiểu. Ai mà biết được sẽ có những điều thú vị nào khi chúng ta nghiên cứu về các thiên hà này. Chúng ta sẽ làm được điều này nhờ vào các kính viễn vọng hiện đại trong tương lai gần, như Kính Viễn vọng Không gian James Webb,” Conselice cho biết thêm.
Số lượng thiên hà giảm dần theo thời gian do sáp nhập cũng góp phần củng cố nghịch lý Olbers. Nghịch lý này được đưa ra lần đầu bởi nhà thiên văn Heinrich Wilhelm Olbers người Đức vào những năm 1800, rằng tại sao bầu trời lại tối đen nếu vũ trụ chứa vô hạn các vì sao?
Nghiên cứu này có thể trả lời rằng, thực sự bầu trời đêm là một bộ sưu tập rất phong phú về các thiên hà và những vì sao. Về nguyên tắc, mỗi khu vực rất nhỏ trên bầu trời đều chứa nhiều thiên hà. Tuy nhiên, chúng ở quá xa hoặc không đủ sáng để mắt người và các kính viễn vọng nhận được ánh sáng từ chúng; cùng với dịch chuyển đỏ của sự mở rộng vũ trụ; và sự hấp thụ ánh sáng bởi bụi khí giữa môi trường liên thiên hà, nên chúng trở nên vô hình với chúng ta, để lại cho ta một bầu trời đen ngòm.
Anh Tuấn Nguyễn theo Hubble Site
