Phát hiện 'thiên hà sứa' 8,5 tỉ năm tuổi làm thay đổi hiểu biết về vũ trụ

'Thiên hà sứa' có niên đại khoảng 8,5 tỉ năm. Ảnh: NASA

Thiên hà đặc biệt này được xác định nhờ dữ liệu từ Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA).

Theo các nhà nghiên cứu, đây có thể là thiên hà dạng sứa ở khoảng cách xa nhất từng được quan sát. Phát hiện được công bố trên tạp chí Astrophysical Journal và do nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Waterloo thực hiện khi phân tích dữ liệu từ các quan sát không gian sâu.

Kính viễn vọng James Webb được phóng vào năm 2021 trong dự án hợp tác giữa NASA, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và Cơ quan Vũ trụ Canada (CSA). Đây là kính viễn vọng không gian lớn, mạnh và tinh vi nhất từng được đưa vào quỹ đạo.

Các thiên hà dạng sứa được đặt tên như vậy vì chúng có những dải khí dài uốn lượn phía sau, trông giống như các xúc tu của sứa. Những thiên hà này di chuyển với tốc độ cao xuyên qua các cụm thiên hà dày đặc chứa khí cực nóng.

Khi di chuyển, môi trường khí xung quanh tạo ra lực cản mạnh, kéo vật chất ra khỏi thiên hà và để lại những dòng vật chất kéo dài phía sau. Hiện tượng này được gọi là bóc tách do áp suất va chạm.

Thiên hà mới được phát hiện có độ dịch chuyển đỏ z = 1,156, nghĩa là ánh sáng của nó đã mất khoảng 8,5 tỉ năm để đến Trái Đất. Nói cách khác, các nhà khoa học đang quan sát thiên hà này khi vũ trụ còn rất trẻ.

Nhóm nghiên cứu phát hiện thiên hà trong khi khảo sát vùng COSMOS – khu vực thuộc Khảo sát Tiến hóa Vũ trụ, một trong những vùng bầu trời được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất. Các nhà thiên văn học thường tập trung vào khu vực này vì nó nằm xa mặt phẳng của Dải Ngân hà, giúp giảm nhiễu từ các ngôi sao và bụi trong thiên hà của chúng ta.

'Chúng tôi đã xem xét một lượng lớn dữ liệu từ khu vực bầu trời được nghiên cứu rất kỹ này với hy vọng tìm thấy các thiên hà sứa chưa từng được ghi nhận trước đây', Tiến sĩ Ian Roberts, thuộc Trung tâm Vật lý Thiên văn Waterloo, cho biết.

Ông nói thêm: 'Ngay từ đầu quá trình phân tích dữ liệu của kính viễn vọng James Webb, chúng tôi đã phát hiện một thiên hà sứa ở khoảng cách rất xa chưa từng được ghi nhận, điều này lập tức thu hút sự chú ý của chúng tôi'.

Thiên hà này có cấu trúc dạng đĩa khá điển hình, nhưng nổi bật là các cụm ánh sáng xanh rải rác dọc theo các dải vật chất kéo dài phía sau. Những cụm sáng này là các ngôi sao rất trẻ.

Tuổi của chúng cho thấy chúng hình thành bên ngoài phần chính của thiên hà, trong khối khí đã bị tách ra khi thiên hà di chuyển. Kiểu hình thành sao này phù hợp với những gì các nhà thiên văn học dự đoán ở các thiên hà sứa đang trải qua quá trình bóc tách khí do áp suất va chạm.

Theo các nhà khoa học, phát hiện này có ý nghĩa quan trọng vì nó cho thấy hiện tượng bóc tách khí có thể đã xảy ra sớm hơn trong lịch sử vũ trụ so với giả định trước đây. Nhiều nhà nghiên cứu từng cho rằng các cụm thiên hà cách đây 8,5 tỉ năm vẫn đang trong quá trình hình thành và chưa đủ dày đặc hoặc khắc nghiệt để gây ra những tác động mạnh như vậy.

'Thứ nhất, môi trường trong các cụm thiên hà khi đó đã đủ khắc nghiệt để làm suy yếu các thiên hà. Thứ hai, các cụm thiên hà có thể đã làm thay đổi mạnh mẽ đặc tính của các thiên hà sớm hơn so với dự đoán', Tiến sĩ Roberts cho biết.

Ông cũng cho rằng những quá trình này có thể góp phần tạo ra số lượng lớn các 'thiên hà chết' được quan sát thấy trong các cụm thiên hà ngày nay. 'Dữ liệu này mang lại cho chúng ta cái nhìn hiếm hoi về cách các thiên hà đã bị biến đổi trong vũ trụ sơ khai', ông nói.

Nhóm nghiên cứu hiện đã xin thêm thời gian quan sát bằng kính viễn vọng James Webb nhằm nghiên cứu chi tiết hơn về thiên hà đặc biệt này và thu thập thêm bằng chứng.