Các nhà thiên văn học phát hiện ra Bức tường Cực Nam, một cấu trúc vũ trụ có bề ngang lên tới 1,3 tỷ năm ánh sáng

Vũ trụ không chỉ chứa những thiên hà nằm rải rác đó đây trên một tấm nền không-thời gian vẫn đang phình rộng ra. Cứ quan sát kỹ, ta lại phát hiện ra những cấu trúc mới, nhiều trong số đó là những cụm thiên hà bị bó buộc với nhau bởi chính lực hấp dẫn phát ra từ từng thiên hà đơn lẻ.

Các nhà thiên văn học vừa mới phát hiện ra một cấu trúc như thế khi quan sát vùng trời của Bán Cầu Nam. Nó là một tập hợp các thiên hà, có kích cỡ bề ngang  lên tới 1,37 tỷ năm ánh sáng; nhóm nghiên cứu gọi nó là Bức tường Cực Nam.

Khoa học biết rõ mình đang nhìn vào cái gì: Bức tường Cực Nam là một trong những cấu trúc lớn nhất từng được con người phát hiện, là một sợi thiên hà - galaxy filament, là cấu trúc lớn nhất Vũ trụ mà ta biết - một tập hợp các thiên hà tạo thành đường viền nằm giữa những khoảng trống trong Vũ trụ. Vì là “đường viền”, nên các nhà khoa học tiện tay đặt tên nó là “bức tường”.

Ta đã từng phát hiện ra những bức tường lớn hơn, ví dụ như Bức tường Lớn Cực quang Hercules-Corona với bề ngang lên tới 9,7 tỷ năm ánh sáng. Thế nhưng Bức tường Cực Nam có những đặc tính đáng chú ý riêng: nó rất gần Dải Ngân hà, chỉ cách ta có 500 triệu năm ánh sáng thôi. Nói một cách khác: thì đây là cấu trúc lớn nhất ta từng phát hiện ra trong khu vực “quanh nhà”.

Có lý do bào chữa cho phát hiện muộn màng này: Bức tường Cực Nam nằm khuất sau thứ được các nhà thiên văn học gọi là Khu vực Tránh né, hay Khu vực Che khuất Thiên hà - khoảng không gian chứa đầy khí gas, bụi Vũ trụ và sao. Nó sáng và dày đến mức chặn tầm nhìn của chúng ta tới những vùng trời khuất sau Khu vực Tránh né.

Vậy làm sao các nhà khoa học lại tìm được Bức tường Cực Nam? Về cơ bản, họ dựa vào cách những thiên hà di chuyển trong không gian.

Hình minh họa Bức tường Cực Nam.

Một nhóm các nhà nghiên cứu được dẫn dắt bởi chuyên gia nghiên cứu Daniel Pomarède sử dụng số dữ liệu có tên Cosmicflows-3, chứa những tính toán khoảng cách của 18.000 thiên hà. Bằng các đo đạc redshift - dịch chuyển đỏ (yếu tố xuất hiện khi phóng xạ điện từ từ một vật có bước sóng tăng lên, hoặc vật đó sẽ có màu đỏ hơn khi ta quan sát), họ tìm ra được tốc độ một vật di chuyển trong không gian. 

Năm ngoái, một nhóm các nhà khoa học khác sử dụng Cosmicflows-3 để tính một thông số khác có tên “vận tốc kỳ lạ - peculiar velocity”, là tính tương đối giữa của tốc độ và chuyển động một thiên hà sinh ra bởi việc Vũ trụ liên tục giãn nở.

Có được hai yếu tố tên, đội nghiên cứu tính được chuyển động tương đối giữa hai thiên hà, và những vận động này cho thấy một cấu trúc khổng lồ gì đó đang sử dụng lực hấp dẫn của mình ảnh hưởng lên những thiên hà xung quanh. Bằng thuật toán, nhóm nghiên cứu dựa vào các chuyển động để vẽ nên hình ảnh 3 chiều của Bức tường Nam Cực, ngay cả khi nó bị Khu vực Tránh né che khuất.

Ta chưa xác định được mọi khu vực cấu tạo nên Bức tường Cực Nam, nên nhiều khả năng cấu trúc này còn lớn hơn ta ước tính. Các nhà khoa học đang cố gắng xác định chính xác kích cỡ bức tường. Khi xác định được độ lớn cũng như ảnh hưởng của nó, ta có thể xác định xem khu vực Vũ trụ quanh ta nở ra nhanh ra sao. Bên cạnh đó, đây cũng là nhân chứng lịch sử có thể kể cho ta biết quá trình phát triển của Dải Ngân hà.

Háo hức chờ đợi xem các nhà nghiên cứu sẽ tìm ra được những bí ẩn gì mà Bức tường Cực Nam, một cấu trúc khổng lồ nấp đằng sau một “màn sương” của khói bụi và khí gas, ẩn giấu.

Tham khảo ScienceAlert