Kính viễn vọng 10 tỷ USD phát hiện thiên hà hai mặt

Trong bài viết đăng trên tạp chí arXiv hôm 5/8, các nhà khoa học từ Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian đã phát hiện thiên hà xa nhất từng được quan sát. Thiên hà có tên CEERS-1749 (Schrodinger), hình thành khoảng 220 triệu năm sau vụ nổ lớn (Big Bang).

Theo CNET, dữ liệu dùng để phát hiện thiên hà được thu thập từ kính viễn vọng James Webb, trị giá 10 tỷ USD do Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA), Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và Cơ quan Vũ trụ Canada (CSA) cùng vận hành. Sở dĩ nó được đặt tên theo nhà vật lý lượng tử là bởi dữ liệu thu được cho thấy Schrodinger có thể trở thành thiên hà xa nhất từng được phát hiện, hoặc khoảng cách thực tế sẽ gần hơn.

Dữ liệu bước sóng từ các bộ lọc của James Webb tiết lộ khả năng tồn tại thiên hà. Ảnh: Rohan Naidu.

Phát hiện về CEERS-1749 mới là nghiên cứu sơ bộ. Về cơ bản, dữ liệu gồm 2 vị trí có thể thuộc về thiên hà, cần phân tích chuyên sâu hơn để tính toán khoảng cách cụ thể. Lý do khiến CEERS-1749 có thể thuộc 2 vị trí khác nhau nằm ở dịch chuyển đỏ (redshift). Trong thiên văn học, thuật ngữ này mô tả vật thể phát ra ánh sáng đỏ khi rời xa vật đang quan sát, hệ quả của vũ trụ giãn nở.

Nói cách khác, sóng ánh sáng phát ra từ thiên hà bị kéo giãn, dịch chuyển xuống phổ điện từ khiến chúng trở nên đỏ hơn. Tia cực tím từ các thiên hà như CEERS-1749 cũng được dịch chuyển đỏ xuống vùng hồng ngoại, nằm trong phạm vi có thể quan sát bởi James Webb.

Với nhiều bộ lọc khác nhau, dữ liệu bước sóng hồng ngoại của James Webb giống một album ảnh. Các trang đầu tiên với bước sóng đỏ ít, dữ liệu thu thập gần như trống. Tuy nhiên khi bước sóng ngày càng thiên về đỏ, thiên hà dần lộ ra. Cuối cùng, khi bước sóng dịch chuyển đỏ lớn nhất, một thiên hà được xác định rõ ràng.

Dịch chuyển đỏ được thể hiện bằng tham số, giá trị cao đồng nghĩa thiên hà ở càng xa. Hiện nay, một trong những thiên hà xa nhất từng được phát hiện là GN-z11, có mức dịch chuyển đỏ 11,09. Với CEERS-1749, các nhà thiên văn học tính toán mức dịch chuyển đỏ là 17, tương đương khoảng cách 13,6 tỷ năm ánh sáng.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cũng thu thập được dữ liệu khác cho thấy mức dịch chuyển đỏ của CEERS-1749 vào khoảng 5, tương đương 12,5 tỷ năm ánh sáng. Một số dữ liệu thu được từ những kính viễn vọng trên Trái Đất cũng cho thấy điều tương tự.

Một phân tích khác cho thấy sự tồn tại của CEERS-1749. Ảnh: Jorge Zavala.

Do đó, Schrodinger có thể nằm gần chúng ta hơn rất nhiều, thậm chí là vệ tinh của một trong những thiên hà khác hoặc chỉ là thiên hà bụi. Đó là lý do cần thêm nhiều nghiên cứu để xác định khoảng cách thực tế của thiên hà, bao gồm phân tích quang phổ.

James Webb được phóng vào tháng 12/2021, hoạt động chính thức từ tháng 7 năm nay sau khi hiệu chỉnh. Đây là bản kế nhiệm của kính viễn vọng Hubble, dùng để phát hiện các ngôi sao, thiên hà cổ đại, phục vụ tìm hiểu lịch sử hình thành của vũ trụ. Những công cụ hiện đại giúp James Webb thu thập nhiều chi tiết hơn so với Hubble.

Trong thời gian tới, các nhà khoa học đặt mục tiêu phát hiện những vật thể hình thành khoảng 100 triệu năm sau Big Bang.