Nghiên cứu tìm thấy carbon từ vũ trụ sơ khai, thách thức hiểu biết của khoa học về thời điểm sự sống xuất hiện

Giúp NTDVN sửa lỗi

Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đã phát hiện carbon trong một thiên hà chỉ 350 triệu năm sau Vụ nổ lớn. Điều này có nghĩa là sự sống cũng có thể bắt đầu sớm hơn nhiều so với các dự đoán trước đây, một nghiên cứu mới lập luận.

Khám phá này - một đám mây carbon trong một thiên hà xa xôi và nhỏ gọn, xuất hiện chỉ 350 triệu năm sau Vụ nổ lớn - đánh dấu việc các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện một nguyên tố không phải hydro trong vũ trụ sơ khai. Các kết quả này đã được nhận đăng trên tạp chí Astronomy & Astrophysics, và bản thảo có thể được tìm thấy trên arXiv.

Đồng tác giả Roberto Maiolino, giáo sư vật lý thiên văn thực nghiệm tại Viện Vũ trụ học Kavli tại Đại học Cambridge, cho biết trong một tuyên bố: "Nghiên cứu trước đây cho rằng carbon bắt đầu hình thành với số lượng lớn tương đối muộn - khoảng một tỷ năm sau Vụ nổ lớn. Nhưng chúng tôi đã phát hiện ra rằng carbon hình thành sớm hơn nhiều - thậm chí nó có thể là kim loại cổ xưa nhất”.

Các nhà thiên văn học phân loại các nguyên tố nặng hơn hydro và heli là kim loại. Điều này là bởi vì, ngoài hydro và một lượng nhỏ lithium, những nguyên tố này được tạo ra bên trong lõi của các ngôi sao và phân tán khắp vũ trụ bởi các vụ nổ sao gọi là siêu tân tinh.

Trước đây, người ta tin rằng quá trình hình thành và phân tán các nguyên tố nặng phải trải qua khoảng thời gian tương đương với nhiều chu kỳ sống của các vì sao trước khi đủ nặng để tạo ra các hành tinh. Tuy nhiên, khám phá mới đã thách thức quan niệm này.

Maiolino cho biết, bởi vì từng nghĩ rằng những ngôi sao đầu tiên tạo ra nhiều oxy hơn carbon, nhóm nghiên cứu đã rất ngạc nhiên khi thấy carbon xuất hiện sớm như vậy trong vũ trụ.

Ông nói: “Chúng tôi đã nghĩ rằng carbon được làm giàu muộn hơn nhiều, thông qua các quá trình hoàn toàn khác nhau, nhưng việc nó xuất hiện sớm như vậy cho chúng ta biết rằng những ngôi sao đầu tiên có thể đã hoạt động theo cách rất khác”.

Để có được khám phá này, các nhà thiên văn học đã sử dụng JWST để quan sát một thiên hà cổ đại được gọi là GS-z12, có khối lượng nhỏ hơn 100.000 lần so với hệ Ngân Hà. Sử dụng máy quang phổ cận hồng ngoại của kính viễn vọng, họ đã phân tích ánh sáng từ thiên hà sơ khai này thành một phổ màu mà từ đó họ có thể đọc dấu vết hóa học. Và kết quả là họ đã tìm thấy dấu vết của oxy và neon trộn lẫn với tín hiệu mạnh của carbon trong thiên hà xa xôi.

Vậy chính xác carbon làm thế nào có thể hình thành sớm như vậy trong vũ trụ? Theo các nhà nghiên cứu, câu hỏi này vẫn chưa có câu trả lời, mặc dù nó có thể là do các ngôi sao sụp đổ với năng lượng ít hơn so với suy nghĩ ban đầu. Bởi vì carbon hình thành tại lớp vỏ bên ngoài của các ngôi sao, cho nên có thể điều này đã cho phép nó thoát ra và phân tán vào vũ trụ sơ khai sớm hơn dự kiến thay vì bị hút vào bên trong các lỗ đen được hình thành từ sự suy sụp của của các ngôi sao.

Tác giả chính Francesco D'Eugenio, một nhà vật lý thiên văn tại Viện Vũ trụ học Kavli, cho biết trong tuyên bố: "Những quan sát này cho chúng ta thấy rằng carbon có thể được làm giàu nhanh chóng trong vũ trụ sơ khai. Và vì carbon là vật liệu cơ bản cho sự sống như chúng ta biết, cho nên quan niệm cho rằng sự sống phải tiến hóa muộn hơn nhiều trong vũ trụ là một điều không chắc chắn đúng. Có lẽ sự sống xuất hiện sớm hơn nhiều - mặc dù nếu có sự sống ở nơi khác trong vũ trụ, nó có thể đã tiến hóa rất khác so với trên Trái đất”.

Theo Livescience



BÀI CHỌN LỌC

Nghiên cứu tìm thấy carbon từ vũ trụ sơ khai, thách thức hiểu biết của khoa học về thời điểm sự sống xuất hiện