Webb phát hiện ra Ceers-2112, người anh em song sinh của Dải Ngân hà trong vũ trụ sơ khai

Sử dụng Kính viễn vọng Không gian James Webb, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế bao gồm nhà thiên văn học Alexander de la Vega của Đại học California, Riverside (UCR) đã phát hiện ra thiên hà giống Dải Ngân hà xa nhất từng được quan sát thấy là thiên hà xoắn ốc có rào cản.

Cho đến nay, người ta vẫn cho rằng không thể quan sát được những thiên hà xoắn ốc có giới hạn như Dải Ngân hà cho đến khi vũ trụ ước tính 13,8 tỷ năm tuổi - bằng một nửa tuổi của vũ trụ hiện tại.

Nghiên cứu được công bố tuần này trên tạp chí Nature, được dẫn dắt bởi các nhà khoa học tại Centro de Astrobiología của Tây Ban Nha.

"Thiên hà có tên là Ceers-2112, được hình thành ngay sau Vụ nổ Big Bang. Việc phát hiện ra Ceers-2112 cho thấy các thiên hà trong vũ trụ sơ khai có thể cũng có trật tự như Dải Ngân hà. Điều này thật đáng ngạc nhiên vì các thiên hà trong vũ trụ sơ khai rất đa dạng, hỗn loạn hơn hiện tại, và rất ít thiên hà có cấu trúc tương tự như Dải Ngân hà".

Ceers-2112 có cấu trúc dạng dải ở trung tâm. De la Vega giải thích rằng dải thiên hà là một cấu trúc được tạo thành từ các ngôi sao trong một thiên hà.

"Các thiên hà dạng dải trong Ceers-2112 cho thấy các thiên hà trưởng thành và có trật tự nhanh hơn nhiều so với những gì chúng ta nghĩ trước đây, điều đó có nghĩa là một số lý thuyết của chúng ta về sự hình thành và tiến hóa của thiên hà cần phải được sửa đổi", de la Vega Gia cho biết.

Sự hiểu biết trước đây của các nhà thiên văn học về sự tiến hóa của thiên hà là phải mất hàng tỷ năm để các thiên hà trở nên có tổ chức đủ để tạo thành các dải.

De la Vega cho biết: "Việc phát hiện ra Ceers-2112 cho thấy nó chỉ mất một phần nhỏ thời gian, khoảng một tỷ năm hoặc ít hơn". Theo ông, các dải thiên hà được cho là xuất hiện trong các thiên hà xoắn ốc, nơi các ngôi sao quay một cách có trật tự, giống như trong Dải Ngân hà.

Trong những thiên hà như vậy, các dải thiên hà có thể hình thành một cách tự phát do sự mất ổn định trong cấu trúc xoắn ốc hoặc do tác động hấp dẫn từ các thiên hà lân cận. Trong quá khứ, khi vũ trụ còn rất trẻ, các thiên hà không ổn định và hỗn loạn. Người ta cho rằng trong các thiên hà ở vũ trụ sơ khai, các dải không thể hình thành hoặc tồn tại lâu dài.

Việc phát hiện ra Ceers-2112 được kỳ vọng sẽ thay đổi ít nhất hai khía cạnh của thiên văn học. Đầu tiên, các mô hình lý thuyết về sự hình thành và tiến hóa của thiên hà cần tính đến việc một số thiên hà trở nên đủ ổn định để chứa các vật thể dạng thanh trong thời kỳ đầu của lịch sử vũ trụ. Những mô hình này có thể cần phải điều chỉnh lượng vật chất tối trong các thiên hà ở vũ trụ sơ khai, vì vật chất tối được cho là ảnh hưởng đến tốc độ hình thành các dải.

Thứ hai, việc phát hiện ra Ceers-2112 cho thấy những cấu trúc như hình que có thể đã được phát hiện khi vũ trụ vẫn còn rất trẻ. Điều này rất quan trọng vì các thiên hà trong quá khứ xa xôi nhỏ hơn ngày nay, khiến việc phát hiện các cấu trúc dạng thanh trở nên khó khăn hơn. Việc phát hiện ra Ceers-2112 đã mở đường cho việc phát hiện thêm nhiều cấu trúc dạng que trong vũ trụ trẻ.

De la Vega đã giúp đội nghiên cứu ước tính độ dịch chuyển đỏ và các tính chất của Ceers-2112. Ông cũng đóng góp vào việc giải thích các phép đo. Dịch chuyển đỏ là một đặc tính có thể quan sát được của một thiên hà, cho biết thiên hà đó cách chúng ta bao xa và chúng ta có thể nhìn thấy nó quay ngược thời gian bao xa do tốc độ ánh sáng hữu hạn.

Điều đáng ngạc nhiên nhất về việc phát hiện ra Ceers-2112 là các đặc tính tạo dải của nó có thể bị hạn chế đến mức nào.

Tại UCLA (Đại học California), de la Vega chịu trách nhiệm tiếp cận thiên văn học. Ông lên kế hoạch cho các đêm quan sát kính viễn vọng trong và ngoài khuôn viên trường và giảng dạy về thiên văn học tại các trường học địa phương. Ông cũng chịu trách nhiệm về loạt bài giảng thiên văn học công cộng, cũng như các sự kiện đặc biệt chỉ diễn ra một lần.