Kính viễn vọng 10 tỷ USD phát hiện thiên hà cổ nhất từ trước đến nay

Trong bài viết đăng trên tạp chí arXiv, các nhà thiên văn học từ Đại học Edinburgh (Scotland) đã phát hiện thiên hà được cho là cổ nhất từng được con người quan sát. Nó cách chúng ta 35 tỷ năm ánh sáng, hình thành khoảng 235 triệu năm sau vụ nổ lớn (Big Bang).

Thiên hà được đặt tên CEERS-93316 với mức dịch chuyển đỏ (redshift) 16,7. Trong thiên văn học, thuật ngữ này mô tả vật thể phát ra ánh sáng đỏ khi rời xa vật quan sát, hệ quả của vũ trụ giãn nở. Mức dịch chuyển đỏ càng cao đồng nghĩa vật thể quan sát càng xa chúng ta, hình thành trong vũ trụ càng sớm.

Dữ liệu dùng để phát hiện thiên hà được thu thập từ kính viễn vọng James Webb do Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA), Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và Cơ quan Vũ trụ Canada (CSA) cùng vận hành.

Thiên hà mới phát hiện là một phần của dự án Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), sử dụng James Webb để tìm các vật thể cổ nhất ngoài vũ trụ. Chỉ trước đó một tuần, dữ liệu của kính viễn vọng 10 tỷ USD giúp các nhà thiên văn học từ Đại học Harvard phát hiện GLASS-z13, thiên hà được hình thành khoảng 300 triệu năm sau Big Bang.

Không chỉ CEERS-93316, nhóm nghiên cứu còn quan sát một thiên hà cổ khác, có tên CEERSJ141946.35+525632.8 (Maisie's Galaxy) với mức dịch chuyển đỏ 14,3, hình thành khoảng 280 triệu năm sau Big Bang.

"Chúng tôi đang sử dụng loại kính viễn vọng được thiết kế chính xác cho việc nghiên cứu này, và nó thật tuyệt vời", Callum Donnan, nghiên cứu sinh về vật lý thiên văn tại Đại học Edinburgh, đồng tác giả bài báo cho biết.

James Webb được phóng vào tháng 12/2021, hoạt động chính thức từ tháng 7 năm nay sau khi hiệu chỉnh. Đây là bản kế nhiệm của kính viễn vọng Hubble, dùng để phát hiện các ngôi sao, thiên hà cổ đại, phục vụ tìm hiểu lịch sử hình thành của vũ trụ. Những công cụ hiện đại giúp James Webb thu thập nhiều chi tiết hơn so với Hubble.

Trong thời gian tới, các nhà khoa học đặt mục tiêu phát hiện những vật thể hình thành khoảng 100 triệu năm sau Big Bang. Do đó, kỷ lục về thiên hà cổ nhất được tìm thấy nhiều khả năng thường xuyên bị phá vỡ trong thời gian tới.

Theo BBC, đây mới là kết quả nghiên cứu sơ bộ, cần các phân tích chuyên sâu hơn để tính toán khoảng cách. Một trong số đó là phân tích quang phổ, tức chia nhỏ ánh sáng để xác định thành phần màu dựa trên bước sóng. Quá trình này còn tiết lộ thành phần hóa học của thiên hà.

Dựa trên lý thuyết, những ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ được hình thành bởi hydro, heli và lithium tạo ra sau vụ nổ. Từ đó, chúng mới kết hợp để tạo thành các nguyên tử nặng hơn, giới thiên văn gọi chung là kim loại.