Phát hiện ‘kẻ phá vỡ vũ trụ’

Hình dựng minh họa về các thiên hà khổng lồ trong vũ trụ sớm. Ảnh: NASA/ JPL – CalTech.

Khối lượng của các ngôi sao trong các thiên hà này lớn đến mức giới chuyên môn phải suy nghĩ lại về nguồn gốc của các thiên hà.

“Những vật thể này có khối lượng lớn hơn nhiều so với dự đoán. Chúng tôi dự kiến chỉ tìm thấy các thiên hà nhỏ và trẻ hình thành ở thời điểm đó, nhưng thực tế đã phát hiện ra các thiên hà trưởng thành như ngày nay, ngay từ buổi bình minh của vũ trụ”, Joel Leja, Giáo sư thiên văn học tại Đại học Penn State cho biết.

Các thiên hà mới phát hiện vào khoảng 13 tỷ năm tuổi, nghĩa là chúng đã hoàn thiện chỉ từ 500-700 triệu năm sau Vụ nổ lớn.

“Việc phát hiện ra các thiên hà khổng lồ, hình thành từ rất sớm đã đảo ngược nhiều lý thuyết thiên văn tưởng như đã chắc chắn. Chúng tôi gọi những vật thể này một cách không chính thức là ‘những kẻ phá vỡ vũ trụ'”, Leja nói.

Chuyên gia cho biết các thiên hà này lớn đến mức không thể tồn tại trong 99% các mô hình ngày nay về vũ trụ sơ khai. Khối lượng của các thiên hà đạt đến mức quá lớn ngay sau Vụ nổ lớn, và các phép toán của chúng ta ngày nay chưa thể giải thích được.

Kính viễn vọng Không gian James Webb đang cho phép các nhà khoa học nhìn xa hơn, đồng nghĩa với nhìn về thời điểm sớm hơn trong lịch sử vũ trụ. Ảnh: NASA.

Nhóm các nhà thiên văn học đằng sau khám phá này đã phân tích dữ liệu từ đợt quan sát đầu tiên mà Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) thực hiện vào năm ngoái. Phát hiện về các thiên hà cổ đại được công bố trong số ra tuần này của tạp chí Nature.

Tuy nhiên, vẫn có khả năng các nhà nghiên cứu đang thực sự nhìn thấy một vật thể khác không phải thiên hà.

Nhà vật lý lý thuyết Ethan Siegel, người không tham gia nghiên cứu, chỉ ra rằng để xác nhận tuổi và kích thước của những thiên hà khổng lồ như vậy cần quan sát chi tiết hơn về ánh sáng do chúng phát ra, thông qua một công cụ như quang phổ hồng ngoại.

“Nếu không có quang phổ, những vật thể này chỉ là ‘ứng cử viên dịch chuyển đỏ cao’, có từ rất sớm trong lịch sử vũ trụ. Cũng có thể là các thiên hà vốn có màu đỏ, xuất hiện muộn hơn nhiều trong vũ trụ”, Siegel cho biết.

Ánh sáng các đi xa càng có xu hướng dịch chuyển thành màu đỏ, vì vậy “dịch chuyển đỏ” là một thước đo cho thấy vật thể ở xa, đồng nghĩa với việc hình thành từ sớm do vũ trụ liên tục giãn nở.

“Tuy nhiên, JWST đang dạy chúng ta rằng các thiên hà dường như lớn lên nhanh hơn và hoàn thiện sớm hơn so với hầu hết giả thuyết hiện nay mong đợi”, theo Siegel.

Leja đồng tình và nhấn mạnh rằng nhóm nghiên cứu đang cố gắng giữ tinh thần cởi mở. “Tôi nghĩ có khả năng một vài trong số những vật thể này hóa ra lại là những lỗ đen siêu lớn. Nhưng ngay cả như vậy, khối lượng mà chúng tôi phát hiện cho thấy tổng khối lượng của các ngôi sao ở giai đoạn này của vũ trụ lớn hơn tới 100 lần so với những gì chúng ta nghĩ trước đây”, Leja nói.