Sử dụng Kính viễn vọng Không gian James Webb, một nhóm nghiên cứu quốc tế đã phát hiện ra thiên hà xoắn ốc có thanh chắn - kiểu thiên hà giống với hệ Ngân Hà với các ngôi sao tại vùng trung tâm tụ hợp lại và tạo thành một đường thẳng - sớm nhất từng được quan sát.
Cho đến nay người ta tin rằng không thể quan sát được những thiên hà xoắn ốc có thanh chắn giống hệ Ngân Hà trước khi vũ trụ, ước tính có độ tuổi là 13,8 tỷ năm, đạt đến nửa đời hiện tại của nó.
Đồng tác giả Alexander de la Vega, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Khoa Vật lý và Thiên văn học thuộc Đại học California, Riverside (UCR), cho biết: “Thiên hà này, được đặt tên là ceers-2112, đã hình thành ngay sau Vụ nổ lớn. Việc tìm thấy ceers-2112 cho thấy các thiên hà trong vũ trụ sơ khai có thể có trật tự giống như hệ Ngân Hà. Điều này thật kinh ngạc vì các thiên hà hỗn loạn hơn nhiều trong vũ trụ sơ khai và rất ít thiên hà có cấu trúc tương tự như hệ Ngân Hà”.
Ceers-2112 có một thanh ở trung tâm. De la Vega giải thích rằng những thanh thiên hà là một cấu trúc được tạo thành từ các ngôi sao bên trong các thiên hà. Chúng giống như các thanh mà chúng ta gặp hàng ngày, chẳng hạn như thanh kẹo. Ông nói, có thể tìm thấy các thanh trong những thiên hà không xoắn ốc, nhưng chúng rất hiếm.
De la Vega, người gia nhập UCR năm ngoái sau khi nhận bằng tiến sĩ thiên văn học tại Đại học Johns Hopkins, cho biết: “Gần như tất cả các thanh đều được tìm thấy trong các thiên hà xoắn ốc. Thanh trong ceers-2112 gợi ý rằng các thiên hà đã trưởng thành và trở nên có trật tự nhanh hơn nhiều so với những gì chúng ta nghĩ trước đây, điều đó có nghĩa là một số khía cạnh trong lý thuyết của chúng ta về sự hình thành và tiến hóa thiên hà cần được sửa đổi”.
Hiểu biết trước đây của các nhà thiên văn học về sự tiến hóa của thiên hà là phải mất vài tỷ năm để các thiên hà trở nên đủ trật tự để phát triển các thanh.
De la Vega cho biết: “Việc phát hiện ra ceers-2112 cho thấy điều đó có thể xảy ra chỉ trong một phần nhỏ thời gian, trong khoảng một tỷ năm hoặc ít hơn”.
Theo ông, các thanh thiên hà được cho là hình thành trong các thiên hà xoắn ốc với các ngôi sao quay theo kiểu có trật tự, giống như trong hệ Ngân Hà.
De la Vega nói: “Trong những thiên hà như vậy, các thanh có thể hình thành một cách tự phát do sự mất ổn định trong cấu trúc xoắn ốc hoặc hiệu ứng hấp dẫn từ thiên hà lân cận. Trước đây, khi vũ trụ còn rất trẻ, các thiên hà không ổn định và hỗn loạn. Người ta cho rằng các thanh không thể hình thành hoặc tồn tại lâu dài trong các thiên hà ở thời kỳ đầu của vũ trụ”.
Việc phát hiện ra ceers-2112 được kỳ vọng sẽ thay đổi ít nhất hai khía cạnh của thiên văn học.
De la Vega cho biết: “Đầu tiên, các mô hình lý thuyết về sự hình thành và tiến hóa của thiên hà sẽ cần tính đến việc một số thiên hà trở nên đủ ổn định để chứa các thanh từ rất sớm trong lịch sử vũ trụ. Những mô hình này có thể cần phải điều chỉnh lượng vật chất tối tạo nên các thiên hà trong vũ trụ sơ khai, vì vật chất tối được cho là ảnh hưởng đến tốc độ hình thành các thanh”.
Ông nói thêm: “Thứ hai, việc phát hiện ra ceers-2112 chứng tỏ rằng những cấu trúc thanh có thể được phát hiện khi vũ trụ còn rất trẻ. Điều này rất quan trọng vì các thiên hà trong quá khứ xa xôi nhỏ hơn so với hiện nay, khiến việc tìm kiếm các thanh trở nên khó khăn hơn. Việc phát hiện ra ceers-2112 mở đường cho nhiều thanh được phát hiện hơn trong vũ trụ non trẻ”.
Tiến sĩ de la Vega đã giúp nhóm nghiên cứu bằng cách ước tính dịch chuyển đỏ (redshift) và tính chất của ceers-2112. Ông cũng đóng góp vào việc giải thích các phép đo.
Ông nói: “Dịch chuyển đỏ là một đặc tính có thể quan sát được của một thiên hà, cho biết nó cách bao xa và chúng ta thấy nó vào thời điểm nào, điều này là hệ quả từ tốc độ hữu hạn của ánh sáng”.
Điều làm de la Vega ngạc nhiên nhất về việc phát hiện ra ceers-2112 là các đặc tính của thanh của nó có thể được ràng buộc đến mức nào.
Ông nói: “Ban đầu, tôi nghĩ việc phát hiện và ước tính tính chất của các thanh trong các thiên hà như ceers-2112 sẽ gặp nhiều sai số đo lường. Nhưng sức mạnh của Kính viễn vọng Không gian James Webb và chuyên môn của nhóm nghiên cứu đã giúp chúng tôi đặt ra những ràng buộc mạnh mẽ về kích thước và hình dạng của thanh”.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature.
Theo Charmingscience
