 |
Hình ảnh của Kính thiên văn James Webb về vườn ươm sao N79 trong Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà vệ tinh của Dải Ngân Hà. (Ảnh: ESA/Webb, NASA & CSA, O. Nayak, M. Meixner) |
Nằm cách xa 13,6 tỷ năm ánh sáng và chỉ 200 triệu năm sau Vụ nổ lớn, năm ứng cử viên thiên hà này là những thiên hà sớm nhất từng được phát hiện và có thể là một trong những thiên hà đầu tiên hình thành trong vũ trụ cổ đại.
Nếu được xác nhận bằng các quan sát tiếp theo, các thiên hà cổ đại sẽ cung cấp cho các nhà thiên văn một bài kiểm tra về các lý thuyết tốt nhất của họ về sự hình thành thiên hà cùng với những hiểu biết độc đáo về cách vật chất đầu tiên kết hợp trên khắp vũ trụ.
"Những thiên hà đầu tiên này vẫn nằm ngoài tầm quan sát của chúng ta trong nhiều thập kỷ", các nhà nghiên cứu cho biết thêm. Tuy nhiên, JWST đã thay đổi điều này.
Đột phá JWST
Các nhà vũ trụ học trước đây ước tính rằng các cụm sao đầu tiên bắt đầu hợp nhất và hình thành các thiên hà chỉ vài trăm triệu năm sau Vụ nổ lớn. Sau đó, chỉ sau 1 đến 2 tỷ năm vũ trụ hình thành, các lý thuyết hiện tại cho rằng các nguyên thiên hà đầu tiên này đã đạt đến giai đoạn trưởng thành - hình thành các thiên hà lùn nuốt chửng lẫn nhau để phát triển thành thiên hà giống như thiên hà của chúng ta.
Nhưng việc tìm ra thời điểm chính xác của quá trình này và tốc độ diễn ra các bước đầu tiên là một thách thức vì ánh sáng từ các thiên hà này rất yếu và sự giãn nở của vũ trụ đã kéo dài (hoặc dịch chuyển đỏ) đáng kể bước sóng của chúng ra quang phổ hồng ngoại.
Không giống như kính thiên văn Hubble, ra đời trước đó, JWST có thể phát hiện ánh sáng trong quang phổ hồng ngoại, cho phép nó tiếp cận các giai đoạn đầu tiên của vũ trụ. Nhưng ánh sáng từ các kỷ nguyên cực kỳ sớm của vũ trụ chúng ta vẫn còn quá mờ để có thể tự phát hiện.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đứng sau những quan sát mới được thực hiện như một phần của dự án Khảo sát hồng ngoại mặt phẳng giữa di sản thiên hà đặc biệt (GLIMPSE) đã tận dụng một hiện tượng được gọi là thấu kính hấp dẫn để phóng đại ánh sáng xa xôi của các thiên hà sơ khai này.
Mặc dù ánh sáng di chuyển theo đường thẳng, nó có thể bị bẻ cong và phóng đại bởi lực hấp dẫn. Trong trường hợp này, thiên hà Abell S1063 nằm giữa khu vực họ chọn để nghiên cứu và hệ mặt trời của chúng ta , tập trung ánh sáng của thiên hà ban đầu để có thể quan sát bằng kính thiên văn.
Bằng cách hướng JWST vào vùng không gian cong và từ từ thu thập ánh sáng chiếu vào từ phía sau nó, các nhà thiên văn học đã đẩy kính thiên văn đến giới hạn cao nhất của nó, bắt được những tia sáng yếu ớt đầu tiên từ các thiên hà sơ khai.
Nếu được xác nhận bởi các nghiên cứu sâu hơn, các ứng cử viên thiên hà này sẽ trẻ hơn thiên hà được xác nhận sớm nhất, JADES-GS-z14-0, khoảng 90 triệu năm đưa chúng vào danh sách những thiên hà đầu tiên có thể hình thành.
