Phát hiện thiên hà 'chết' lâu đời nhất trong vũ trụ

Các nhà thiên văn học sử dụng Kính thiên văn James Webb (JWST) đã phát hiện ra thiên hà "chết" lâu đời nhất từng được nhìn thấy - nhưng xác chết vũ trụ này đã khiến các nhà khoa học bối rối vì nó thách thức lời giải thích theo kiến thức hiện tại của chúng ta về vũ trụ sơ khai.

Thiên hà bí ẩn

Thiên hà này đột nhiên ngừng hình thành sao một cách bí ẩn khi vũ trụ mới 700 triệu năm tuổi, khi vô số ngôi sao đang hình thành nhờ lượng khí và bụi nguyên sơ dồi dào ở những nơi khác trong vũ trụ.

Thiên hà có tên JADES-GS-z7-01-QU và được mô tả trong một bài báo xuất bản ngày 6/3 trên tạp chí Nature, cung cấp cho các nhà thiên văn học cái nhìn sâu sắc về nền tảng khó nắm bắt của quá trình tiến hóa thiên hà trong vũ trụ nguyên thủy, bao gồm cả lý do tại sao các thiên hà không hình thành các ngôi sao mới và liệu các lực thúc đẩy các vụ nổ sao của chúng có thay đổi qua các kỷ nguyên.

Tác giả chính của nghiên cứu Tobias Looser, nhà nghiên cứu tại Viện vũ trụ học Kavli của Đại học Cambridge, Mỹ cho biết: “Các thiên hà cần nguồn cung cấp khí dồi dào để hình thành các ngôi sao mới và vũ trụ sơ khai giống như một bữa tiệc buffet ăn thỏa thích”.

Các mô hình hiện tại không thể giải thích tại sao thiên hà mới được phát hiện không hình thành sao trong vòng chưa đầy một tỷ năm sau Vụ nổ lớn Big Bang.

Đồng tác giả nghiên cứu Francesco D'Eugenio cho biết: “Chỉ sau này trong vũ trụ, chúng ta mới bắt đầu thấy các thiên hà ngừng hình thành sao. Các nhà nghiên cứu cho biết, một số thiên hà "chết" khác được tìm thấy ở nơi khác dường như đã tạm dừng hình thành các ngôi sao mới khi vũ trụ khoảng 3 tỷ năm tuổi".

Để khám phá JADES-GS-z7-01-QU, Looser và các đồng nghiệp đã sử dụng tầm nhìn hồng ngoại mạnh mẽ của JWST để nhìn xuyên qua lớp bụi dày che khuất những vật thể sớm nhất trong vũ trụ. Ngoài việc là thiên hà “chết” hoặc “đã tắt” lâu đời nhất được phát hiện cho đến nay, thiên hà mới được phát hiện này còn nhẹ hơn nhiều lần so với các thiên hà không hoạt động khác được tìm thấy trước đây trong vũ trụ sơ khai.

Dữ liệu của JWST cho thấy thiên hà này đã hình thành các ngôi sao một cách mạnh mẽ trong khoảng từ 30 triệu đến 90 triệu năm trước khi nó nhanh chóng tắt đi, mặc dù vẫn chưa biết chính xác điều gì đã kết thúc.

Các nhà thiên văn biết một số yếu tố khác nhau có thể làm chậm hoặc dập tắt quá trình hình thành sao. Chẳng hạn, sự nhiễu loạn bên trong một thiên hà, như bức xạ phát ra từ một hố đen siêu lớn, có thể đẩy khí ra khỏi thiên hà và làm cạn kiệt nguồn khí mà nó dựa vào để hình thành các ngôi sao. Một khả năng hấp dẫn khác là môi trường xung quanh thiên hà vào thời điểm đó không bổ sung đủ lượng khí đốt đang được các ngôi sao sinh ra tiêu thụ, dẫn đến sự thiếu hụt vật chất hình thành sao.

Một lời giải thích khả dĩ khác cho tình trạng ngủ đông của thiên hà mới có thể là các thiên hà trong vũ trụ sơ khai 'chết' và sau đó sống lại.