Tác giả: Mạc Tâm Hải
[ChanhKien.org]
Trang Space.com đưa tin, ngày 03/04/2025, các nhà thiên văn học tại Đại học Milano-Bicocca đã phát hiện một thiên hà xoắn ốc khổng lồ hình thành trong vũ trụ thời sơ khai nằm cách Trái Đất 11,7 tỷ năm ánh sáng. Người ta đặt tên nó là thiên hà Bánh xe lớn (Big Wheel galaxy), là một trong những thiên hà lớn nhất thuộc vũ trụ thời sơ khai mà con người quan sát được.
Các nhà khoa học đã sử dụng kính viễn vọng Webb (JWST) phát hiện ra thiên hà Bánh xe lớn nằm ở gần một chuẩn tinh (Quasar), chuẩn tinh là một lỗ đen siêu lớn và hoạt động cực kỳ mạnh mẽ. Thiên hà này cách Trái Đất khoảng 11,7 tỷ năm ánh sáng, tên gọi “Bánh xe lớn” bắt nguồn từ tốc độ quay cực nhanh và kích thước khổng lồ của nó. Khối lượng của thiên hà này lớn gấp năm lần hệ Ngân Hà, trải rộng trên 100.000 năm ánh sáng. Các nhà thiên văn học đã sử dụng kết quả quang phổ quan sát được từ thiết bị quang phổ cận hồng ngoại (NIRSpec) của kính viễn vọng Webb để xác nhận rằng Bánh xe lớn là một thiên hà có dạng đĩa quay. Đường cong quay của thiên hà Bánh xe lớn vốn là một đặc điểm quan trọng của các thiên hà xoắn ốc, cho thấy nó là mô hình điển hình của các đường cong quay phẳng thường thấy ở các thiên hà trưởng thành. Tốc độ quay của thiên hà này tăng lên từ trung tâm ra bên ngoài tối đa đạt đến hàng trăm dặm mỗi giây, tương tự như ở các thiên hà trưởng thành.
Ảnh chụp thiên hà Bánh xe lớn bằng kính viễn vọng Webb, một đĩa quay khổng lồ cách Trái Đất 11,7 tỷ năm ánh sáng. Đĩa sao của nó trải rộng 100.000 năm ánh sáng, là thiên hà lớn nhất được xác nhận trong thời đại của nó. Các thiên hà lân cận xuất hiện dưới dạng các đốm sáng màu xanh. (Nguồn ảnh: NASA/ESA)
Tốc độ quay của Bánh xe lớn cũng phù hợp với mối quan hệ Tully-Fisher trong vũ trụ cục bộ, là mối tương quan giữa kích thước của thiên hà và tốc độ quay mà hiện nay người ta quan sát được. Tất cả điều này cho thấy rằng, mặc dù tuổi đời còn trẻ, nhưng cách thức thiên hà này hoạt động giống với những thiên hà xoắn ốc lớn nhất và trưởng thành nhất mà chúng ta từng quan sát được trong vũ trụ hiện tại. Bánh xe lớn tồn tại trong thời điểm mà đại đa số các thiên hà còn nhỏ và đang trong giai đoạn phát triển sơ khai nhất. Tuy nhiên nó lại đã trưởng thành đầy đủ.
Ông Charles Steidel, Giáo sư thiên văn học tại Viện Công nghệ California (Caltech), tác giả chính của nghiên cứu này cho biết: “Thiên hà này cực kỳ ngoạn mục, đây là một trong số những thiên hà xoắn ốc khổng lồ nhất từng được phát hiện, điều chưa từng có trong vũ trụ sơ khai”.
Thiên hà này nằm trong khu vực không gian dày đặc các thiên hà, nơi có mật độ thiên hà cao gấp 10 lần so với mật độ trung bình của vũ trụ. Bên cạnh đó, trong khu vực đông đúc này, các thiên hà giàu khí thường xuyên kết hợp với nhau, khiến chúng có kích thước khổng lồ và phát triển nhanh chóng.
Sebastiano Cantalupo, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Chúng tôi nghĩ điều này có thể giúp chúng ta hiểu được cách một số thiên hà nhảy cóc qua quá trình hình thành sao chậm thông thường và phát triển đạt đến kích thước khổng lồ trong vũ trụ sơ khai”.
Phát hiện này cho thấy quá trình hình thành của thiên hà có thể không chậm chạp hoặc dần dần từng bước như chúng ta vẫn nghĩ, đặc biệt là trong môi trường giàu khí và khi các thiên hà kết hợp với nhau.
Bánh xe lớn đang thách thức các mô hình vũ trụ học hiện tại. Kích thước và khối lượng của nó vượt xa các dự đoán về thiên hà dịch đỏ (*) tương tự, khiến nó trở thành kẻ ngoại lệ trong quần thể các thiên hà. Các nhà thiên văn học sẽ cần phải điều chỉnh lại các mô hình của họ để có thể giải thích khả năng phát triển nhanh chóng của thiên hà trong điều kiện dày đặc như vậy.
Nghiên cứu được công bố ngày 17 tháng 03 năm 2025 trên tạp chí Nature Astronomy.
Ghi chú: (*): Thiên hà dịch đỏ là thiên hà có ánh sáng chuyển dần sang phía màu đỏ trong quang phổ, dấu hiệu cho thấy nó đang rời xa chúng ta do sự giãn nở của vũ trụ.