Logo Thư Viện Vật Lý
Banner Thư Viện Vật Lý

Phát hiện ra những thiên hà xa xôi nhất
Người đăng: Lý Văn Liều   
26/12/2009

Các nhà thiên văn vừa chộp dính những thiên hà tồn tại chỉ 500 triệu năm sau Big Bang, cách nay hơn 13 tỉ năm trước.

Hồi tháng 8, Kính thiên văn vũ trụ Hubble của NASA đã chụp bức ảnh sâu thẳm nhất từ trước đến nay của Vũ trụ trong vùng bước sóng hồng ngoại gần, sử dụng bộ mắt mới của nó, Camera Trường rộng 3 (WFC3), do các nhà du hành lắp đặt hồi tháng 5. Trong vùng hồng ngoại gần, các nhà thiên văn có thể phát hiện ra những thiên hà ở xa, và đang lùi nhanh ra xa, đến mức ánh sáng của chúng bị trải dài ra – hay đỏ hơn – so với ánh sáng khả kiến. Một vật thể càng ở xa, thì ánh sáng của nó bị lệch đỏ càng nhiều và ‘độ lệch đỏ’ của nó càng cao.

Trong những tháng vừa qua, các nhà nghiên cứu đã và đang miệt mài làm việc với bộ dữ liệu mới này – một mảng trời khoảng bằng một phần mười hai đường kính của Mặt trăng lúc rằm, quan trắc trong 173.000 giây trong hơn 4 ngày – tìm kiếm những thiên hà cổ có thể khắc sâu thêm kiến thức về sự tiến hóa của Vũ trụ. Giữ kỉ lục khoảng cách xa hiện nay là một vụ bùng nổ tia gamma, phát hiện ra hồi tháng 4, với độ lệch đỏ 8,2.

 

 

Kính thiên văn vũ trụ Hubble đã săm soi một mảng nhỏ của bầu trời ở những bước sóng hồng ngoại gần để ghi ảnh những thiên hà xa xôi. Ảnh: NASA, ESA.

Nay thì nhà thiên văn học Garth Illingworth tại trường đại học California, Santa Cruz, và các đồng nghiệp của ông vừa tìm thấy bằng chứng không dứt khoát của ba thiên hà với độ lệch đỏ khoảng bằng 10. Những thiên hà này sẽ tồn tại khi Vũ trụ chỉ 3-4% tuổi của nó hiện nay, và sẽ nằm trong số những vật thể xa xưa nhất từng được quan sát thấy. Những kết quả trên đã được công bố trên arXiv.org.

“Mặc dù thật sự chẳng có gì bất ngờ, nhưng việc tìm thấy những thiên hà ở thời gian sớm như thế hết sức thú vị”, phát biểu của Illingworth, ông còn hỗ trợ việc tạo ra bức ảnh Hubble và bộ dữ liệu có thể sẵn dùng cho công chúng. “Không có gì to tát, nhưng chúng tôi hài lòng đây là cái chúng tôi thật sự trông thấy”.

Báo cáo của đội về những thiên hà có độ lệch đỏ bằng 10 không phải là báo cáo đầu tiên. Chẳng hạn, Rogier Windhorst tại trường đại học bang Arizona ở Tempe và các đồng sự của ông đã báo cáo tìm thấy 20 thiên hà với độ lệch đỏ gần bằng 10 cũng trong bộ dữ liệu trên, tuy nhiên con số 20 này không tính đến ba thiên hà của Illingworth. Windhorst và các đồng sự của ông đã đăng những kết quả trên tại arXiv.org hồi tháng 10.

Nhiều độ nghiên cứu khác không tán thành về mức độ chính xác của việc xác định những thiên hà xa xôi này, và cái cấu thành nên một phát hiện rõ ràng. Illingworth thì cho rằng các tiêu chuẩn của Windhorst không đủ chặt chẽ, và một số thiên hà mà đội nghiên cứu kia phát hiện nằm gần những thiên hà lớn, sáng rỡ có thể gây nhiễu các kết quả. “Điều đó có thể làm nhiễu phần mềm của họ và làm cho chúng thu được nhiều vật chưa hẳn là những thiên hà lệch đỏ cao thật sự”, ông nói.

Illingworth còn lưu ý rằng 20 thiên hà có độ lệch đỏ bằng 10 trong một vùng không gian nhỏ như vậy cho thấy một tốc độ hình thành sao cao hơn so với tiên đoán đối với khoảng thời gian đó trong lịch sử vũ trụ. “Nó không phù hợp với cái chúng ta trông đợi trên lí thuyết hay bằng suy luận lô gic”, ông nói.

Windhorst hiểu rằng nhóm của ông “có thể đã đi quá xa”, nhưng ông bổ sung thêm rằng nhóm của Illingworth đã “bảo thủ quá mức”. Dẫu vậy, Windhorst lưu ý rằng hai trong số các thiên hà mà đội Illingworth phát hiện không phù hợp với điều kiện độ lệch đỏ cao của đội của ông, và thiên hà thứ ba thì không được phát hiện ra sau khi dữ liệu đã qua xử lí. “Bảo thủ là tốt, nhưng tôi nghĩ họ đã không suy luận dữ liệu tốt cho lắm”, Windhorst nói.

Nhưng đội của Illingworth “dường như dã thực hiện công việc thận trọng hơn so với đội của Windhorst”, đó là phát biểu của nhà thiên văn học Richard Ellis tại Viện Công nghệ California ở Pasadena, người hồi năm 2007 đã báo cáo những thiên hà ứng cử viên có độ lệch đỏ từ 8 đến 10, sử dụng kính thiên văn Keck ở Hawaii. Ông bổ sung thêm rằng đội của Illingworth “đã tiến những bước dài để bào chữa cho những ứng cử viên của họ”, mặc dù ông vẫn thận trọng vì camera phát hiện ra những vật thể lệch đỏ cao chỉ có một bộ lọc, và vì nhiều khẳng định như thế, trong đó có khẳng định của ông, đã được xét lại bởi những nhóm khác với kết quả khác nhau.

“Lịch sử của những khẳng định tìm thấy những thiên hà với độ lệch đỏ bằng 10 là một lịch sử đầy sóng gió, nhưng nó thật hấp dẫn”, ông nói. “Rốt cuộc, chúng ta sẽ phải đi xác nhận những khẳng định này. Công việc thật khó thực hiện, vì nó hòa lẫn với những ứng cử viên khác”.

Sự thiếu vắng nhiều thiên hà sáng ở độ lệch đỏ bằng 10 mang lại những manh mối cho cái đã kích hoạt “thời kì tái ion hóa” của Vũ trụ - một thời kì từ 500 triệu đến 1 tỉ năm sau Big Bang, trong đó những vật thể tỏa sáng như các thiên hà và quasar đã ion hóa môi trường giữa các thiên hà. Sự thiếu vắng những thiên hà sáng lúc bắt đầu khoảng thời gian này cho thấy chúng không kích hoạt quá trình tái ion hóa, Windhorst nói.

“Vẫn còn nhiều câu hỏi phải xử lí”, Illingworth nói. “Vấn đề này rất trêu ngươi, nhưng chúng ta cần phải tìm hiểu những tính chất của những thiên hà đó. Đó là nơi tiềm ẩn niềm say mê khoa học thật sự”.

·    Tham khảo
1.    Bouwens, R. J. et al. http://arxiv.org/abs/0912.4263 (2009).
2.    Yan, H. et al. http://arxiv.org/abs/0910.0077 (2009).

Theo Nature.com

 
Tạo bảng điểm online

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm


ABC Trắc Nghiệm Vật Lý
Cầu vồng   |   Đăng nhập Đăng nhậpnew
Đang online (149)