Kính viễn vọng James Webb của NASA tiết lộ phát hiện bất ngờ về vũ trụ sớm.

Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA đã có những khám phá quan trọng về vũ trụ sơ khai, giải thích hiện tượng được gọi là “Kỷ nguyên Tái ion hóa”.

Dữ liệu mới từ kính viễn vọng đã tiết lộ lý do tại sao khí giữa các ngôi sao và thiên hà trong vũ trụ sơ khai trở nên trong suốt, mặc dù ban đầu nó mờ đục.

Biến đổi sau vụ nổ Big Bang

Nghiên cứu, dẫn đầu bởi Simon Lilly từ ETH Zürich ở Thụy Sĩ, cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự biến đổi diễn ra trong vũ trụ khoảng một tỷ năm sau vụ nổ lớn. Khi đó khí trong vũ trụ rất nóng và đặc.

Trải qua hàng trăm triệu năm, khí dần dần nguội đi trước khi trải qua quá trình tái ion hóa một lần nữa. Những phát hiện mới cho thấy sự hình thành sao sớm trong các thiên hà đóng vai trò quan trọng trong việc làm nóng và ion hóa khí, cuối cùng dẫn đến độ trong suốt của nó.

Các nhà khoa học từ lâu đã tìm kiếm bằng chứng rõ ràng để giải thích sự biến đổi này và kết quả của Kính viễn vọng Không gian James Webb cuối cùng đã cung cấp cái nhìn sâu sắc cần thiết.

Kính viễn vọng không chỉ xác nhận sự hiện diện của một vùng trong suốt bao quanh thiên hà mà còn đo kích thước của nó. Daichi Kashino của Đại học Nagoya, tác giả chính của bài báo đầu tiên của nhóm nghiên cứu, giải thích: “Với dữ liệu của Webb, chúng tôi thấy các thiên hà tái ion hóa khí xung quanh chúng.”

Vùng khí trong suốt vượt quá kích thước của thiên hà, giống như một khinh khí cầu với một hạt đậu nhỏ lơ lửng bên trong. Phân tích dữ liệu từ kính viễn vọng cho thấy thiên hà tương đối nhỏ này đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình tái ion hóa, làm sạch hiệu quả không gian rộng lớn xung quanh nó.

Thời gian trôi qua, những “bong bóng” trong suốt này mở rộng và hợp nhất, cuối cùng khiến toàn bộ vũ trụ trở nên trong suốt.

Đọc thêm: Chandra của NASA, Webb tạo ra kỳ quan vũ trụ bằng hình ảnh mới tuyệt đẹp

Dữ liệu Webb của NASA về Chuẩn tinh

Chủ ý tập trung vào một thời kỳ cụ thể ngay trước đỉnh điểm của Kỷ nguyên tái ion hóa, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các quan sát về quasar—các lỗ đen siêu lớn đang hoạt động, cực kỳ phát sáng—để kiểm tra khí nằm giữa quasar và kính thiên văn của chúng ta.

Cuộc điều tra này được thực hiện nhờ dữ liệu từ Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA, với các quan sát từ các kính viễn vọng nổi tiếng khác như Đài quan sát WM Keck ở Hawaii và Kính viễn vọng Rất lớn của Đài thiên văn Nam Châu Âu và Kính viễn vọng Magellan ở Chile.

Phát hiện của nhóm không chỉ tiết lộ thành phần và trạng thái của khí mà còn xác định các thiên hà gần đường ngắm. Những thiên hà này được quan sát thấy bao quanh bởi một vùng trong suốt có bán kính kéo dài khoảng 2 triệu năm ánh sáng, cho thấy vai trò của chúng trong việc làm sạch không gian xung quanh trong giai đoạn cuối của Kỷ nguyên Tái ion hóa.

Khoảng cách này có thể so sánh với khoảng cách giữa thiên hà Milky Way của chúng ta và thiên thể láng giềng gần nhất của nó, Andromeda. Trước khám phá này, các nhà nghiên cứu thiếu bằng chứng rõ ràng để giải thích nguyên nhân cơ bản của quá trình tái ion hóa.

Tuy nhiên, Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA hiện đã cung cấp một cái nhìn tuyệt vời về kỷ nguyên quan trọng này trong lịch sử vũ trụ. Những hình ảnh phi thường của kính viễn vọng cũng cho thấy một lỗ đen khổng lồ trong một chuẩn tinh ở trung tâm của trường, có khối lượng gấp 10 tỷ lần Mặt trời.

Nhóm nghiên cứu có kế hoạch tiến hành các cuộc điều tra sâu hơn trong năm lĩnh vực bổ sung, mỗi lĩnh vực được neo giữ bởi một chuẩn tinh trung tâm. Kết quả của Webb mang đến sự hiểu biết sâu sắc hơn về các thiên hà tồn tại trong Kỷ nguyên Tái ion hóa. Những phát hiện đã được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn.

Những bài viết liên quan: Bí mật ngon ngọt? James Webb của NASA phát hiện hơi nước trên ngoại hành tinh nóng