Mới gần đây các nhà Thiên văn học đã phát hiện thiên hà đĩa có khoảng cách xa nhất với chúng ta. Thiên hà này được đặt tên là REBELS-25 và được ước tính 700 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang). 

Thiên hà REBELS-25 được phát hiện bởi một nhóm các nhà thiên văn học sử dụng Mảng kính thiên văn vô tuyến Atacama Lớn (ALMA), một mạng lưới gồm 66 kính thiên văn vô tuyến nằm trong khu vực sa mạc Atacama của miền Bắc Chile.

Hình 1: Mảng kính thiên văn vô tuyến Atacama Lớn (ALMA), một mạng lưới gồm 66 kính thiên văn vô tuyến nằm trong khu vực sa mạc Atacama của miền Bắc Chile.

Nguồn ảnh: http://public.nrao.edu/telescopes/alma

Vậy tại sao thiên hà mới phát hiện này lại khiến cho các nhà thiên văn học phải ngạc nhiên và có thể điều này thách thức đến các lý thuyết của chứng ta về sự tiến hoá thiên hà? Cùng USAC chúng mình tìm hiểu ở bài viết này nhé!

Theo hiểu biết hiện tại của chúng ta về sự hình thành thiên hà, những thiên hà hình thành rất sớm như vậy được dự kiến sẽ nhỏ và hỗn loạn hơn. Và từ những thiên hà hỗn loạn, sơ khai này hợp nhất với nhau và sau đó tiến hóa thành những dạng “mượt mà” hơn với tốc độ cực kỳ chậm.

Hình 2: Thiên hà REBELS-25 như được nhìn thấy bởi Mảng kính thiên văn vô tuyến Atacama Lớn (ALMA), chồng lên một hình ảnh hồng ngoại của các ngôi sao và thiên hà khác

Nguồn ảnh: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Rowland et al./ESO/J. Dunlop et al. Ack.: CASU, CALET

Tuy nhiên thiên hà REBELS-25 này được ước tính 700 triệu năm tuổi sau Vụ Nổ Lớn đồng nghĩa là thiên hà được hình thành khi vũ trụ mới chỉ có 5% so với tuổi hiện tại của nó(vũ trụ). Và theo hiểu biết hiện tại của chúng ta, đáng lẽ thiên hà này phải hỗn loạn.

Hình 3: Thiên hà REBELS-25, thiên hà đĩa quay xa nhất và trẻ nhất từng được nhìn thấy.

Nguồn ảnh: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Rowland et al.

Nhưng thực nghiệm đã cho thấy thiên hà đĩa quay này có hệ số z = 7,31 cho thấy REBELS-25 là một trong những thiên hà xa nhất mà chúng ta từng quan sát được. Ánh sáng từ thiên hà này đã mất hàng tỷ năm để đến Trái Đất, và khi nó được phát ra, vũ trụ còn rất trẻ. Giá trị z lớn như vậy cũng chứng minh REBELS-25 đã xuất hiện vào thời kỳ tái ion hóa của vũ trụ, một giai đoạn quan trọng trong lịch sử vũ trụ khi các nguyên tử hydrogen trung hòa đầu tiên bị ion hóa bởi bức xạ cực tím từ các ngôi sao đầu tiên và quasar.

Đồng thời nghiên cứu này phát hiện rằng REBELS-25 lại có sự quay vô cùng mạnh mẽ và cấu trúc rõ ràng có trật tự. Thiên hà này còn cho thấy dấu hiệu của các cánh tay xoắn ốc tương tự như các thiên hà "hiện đại" đã tiến hóa như Dải Ngân hà của chúng ta. Điều này dẫn đến các nhà thiên văn học gọi nó là “A tidy young rebel” thể hiện đây là một thiên hà trẻ tuổi “nổi loạn” nhưng lại có cấu trúc “gọn gàng”.

Hình 4: Chuyển động của khối khí lạnh trong thiên hà REBELS-25 được nhìn thấy bằng ALMA. Màu xanh biểu thị chuyển động về phía Trái Đất và màu đỏ biểu thị chuyển động ra xa Trái Đất, với màu đậm hơn đại diện cho chuyển động nhanh hơn. Trong trường hợp này, sự phân chia màu đỏ-xanh của hình ảnh cho thấy rõ ràng rằng vật thể đang quay, khiến REBELS-25 trở thành thiên hà đĩa quay xa nhất từng được phát hiện.

Nguồn ảnh: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Rowland et al.

"Nhìn thấy một thiên hà có nhiều điểm tương đồng với Dải Ngân hà của chúng ta, có sự quay mạnh, thách thức sự hiểu biết của chúng ta về việc các thiên hà trong vũ trụ sơ khai tiến hóa nhanh như thế nào thành các thiên hà trật tự của vũ trụ ngày nay" Lucie Rowland, Nghiên cứu sinh tại Đại học Leiden, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết.

"ALMA là kính thiên văn duy nhất hiện có với độ nhạy và độ phân giải để đạt được điều này," thành viên nhóm nghiên cứu Renske Smit, thuộc Đại học Liverpool John Moores ở Anh cho biết.

Những quan sát tương lai về REBELS-25, cùng với các khám phá khác về các thiên hà đĩa quay sớm, có thể sẽ thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về sự hình thành thiên hà sơ khai và sự tiến hóa của toàn bộ vũ trụ.

--------------------------------

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 

[1] L. E. Rowland et al., “REBELS-25: Discovery of a dynamically cold disc galaxy at z = 7.31,” arXiv [astro-ph.GA], 2024.

[2] Phys.org. https://phys.org/news/2024-10-discovery-distant-rotating-disk-galaxy.html.

[3] R. Lea, “Record-breaking ancient spinning galaxy challenges cosmic evolution theories,” Live Science. https://www.livescience.com/space/cosmology/record-breaking-ancient-spinning-galaxy-challenges-cosmic-evolution-theories. 

Võ Nguyễn Nhật Minh

Ban Nội Dung CLB Thiên Văn USAC