Kính viễn vọng James Webb giúp thay đổi sự hiểu biết về vũ trụ thuở sơ khai

Cụm thiên hà Abell 2744, một trong hai thiên hà cách xa Trái Đất nhất, do kính viễn vọng James Webb chụp và được NASA công bố ngày 17/11/2022. Ảnh: AFP/ TTXVN

Theo đó, các nhà nghiên cứu cho rằng những ngôi sao và thiên hà đầu tiên có thể đã hình thành sớm hơn nhiều so với chúng ta nghĩ.

Các nhà nghiên cứu sử dụng kính viễn vọng lớn nhất và mạnh nhất thế giới này vừa công bố báo cáo trên tạp chí Astrophysical Journal Letters.

Báo cáo đề cập đến 2 thiên hà cực sáng và cũng cách rất xa Trái Đất dựa trên những dữ liệu thu thập được trong những ngày đầu James Webb đi vào hoạt động từ tháng 7 năm nay.

Theo các nhà thiên văn học, 2 thiên hà được phát hiện chắc chắn đã tồn tại khoảng 450 và 350 triệu năm sau "Vụ nổ lớn" (Bing Bang). Trong đó, thiên hà, được gọi là GLASS-z12, hiện đại diện cho ánh sáng thiên hà xa nhất từng thấy.

Các vật thể càng ở xa, ánh sáng của chúng càng mất nhiều thời gian để chiếu đến Trái Đất. Vì vậy, quan sát vũ trụ xa xôi chính là nhìn vào quá khứ sâu thẳm.

Do các thiên hà này cách rất xa Trái Đất, vào thời điểm ánh sáng của chúng đến với chúng ta, nó đã bị kéo giãn bởi sự giãn nở của vũ trụ và chuyển sang vùng hồng ngoại của quang phổ ánh sáng. Siêu kính viễn vọng James Webb của NASA có thể phát hiện ánh sáng này với độ rõ nét chưa từng có.

Tại cuộc họp báo của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) ngày 17/11, các nhà thiên văn học cho biết độ sáng cực cao của hai thiên hà trên chỉ ra 2 giả thuyết thú vị.

Giả thuyết thứ nhất là những thiên hà này có khối lượng rất lớn, với nhiều ngôi sao có khối lượng thấp giống như những thiên hà ngày nay, và bắt đầu hình thành 100 triệu năm sau "Vụ nổ lớn" xảy ra 13,8 tỷ năm trước.

Thời điểm này sớm hơn 100 triệu năm so với mốc mà giới khoa học hiện cho là thời điểm kết thúc thời kỳ tăm tối của vũ trụ.

Hiện các nhà nghiên cứu cho rằng thời kỳ tăm tối là giai đoạn kết thúc vào khoảng 150 triệu tới 800 triệu năm sau khi xảy ra "Vụ nổ lớn", sau đó các ngôi sao mới bắt đầu hình thành.

Giả thuyết thứ hai là những thiên hà được hình thành từ các ngôi sao "Population III". Những ngôi sao này được tạo thành chủ yếu từ hydro và heli, trước khi các nguyên tố nặng hơn tồn tại và chúng ta chưa bao giờ nhìn thấy chúng.

Do các ngôi sao Population III phát sáng ở nhiệt độ khắc nghiệt, nên các thiên hà được hình thành từ những ngôi sao này sẽ không cần khối lượng quá lớn để giải thích cho độ sáng mà James Webb chụp được, và có thể đã bắt đầu hình thành muộn hơn.

Ông Garth Illingworth tại Đại học California ở Santa Cruz, đồng tác giả báo cáo về GLASS-z12, nói rằng việc xác định 2 giả thuyết đối nghịch nhau trên sẽ là "thách thức thực sự", mặc dù ông thiên về giả thuyết Population III hơn bởi điều này sẽ không làm đảo lộn các mô hình vũ trụ hiện nay.

Các nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ sớm sử dụng các công cụ quang phổ mạnh mẽ của James Webb để xác định khoảng cách của các thiên hà và hiểu rõ hơn về cấu tạo của chúng.

Atacama Large Millimet/Sublime Array (ALMA), kính viễn vọng mặt đất được đặt ở miền Bắc Chile, cũng có thể giúp xác định khối lượng của 2 thiên hà, từ đó giúp làm rõ 2 giả thuyết thú vị trên.

Được đưa vào vận hành từ tháng 7, James Webb là kính viễn vọng không gian mạnh nhất từ trước tới nay. Các nhà khoa học hy vọng kính Jame Webb sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong công cuộc khám phá vũ trụ.

Một trong các mục đích chính đặt ra cho kính viễn vọng trị giá 10 tỷ USD này là nghiên cứu vòng đời của các ngôi sao. Ngoài ra, việc nghiên cứu các hành tinh bên ngoài hệ Mặt Trời cũng là một trong những nhiệm vụ của James Webb./.