Đôi khi, có một sự liên kết cơ hội - ở rất xa trong vũ trụ, nơi các vật thể cách nhau bởi khoảng cách không thể tưởng tượng được đo bằng hàng tỷ năm ánh sáng - khi một cụm thiên hà ở phía trước giao với ánh sáng từ một vật thể thậm chí ở xa hơn. Sự kết hợp này chơi các thủ thuật trực quan, trong đó cụm thiên hà hoạt động như một thấu kính, xuất hiện để phóng to và bẻ cong ánh sáng ở xa.
Sự liên kết vũ trụ hiếm có có thể đưa vũ trụ xa xôi vào tầm nhìn. Giờ đây, các nhà thiên văn học đã vấp phải một điều ngạc nhiên: họ đã phát hiện ra kính lúp vũ trụ xa nhất.
Nhìn ở trên trông giống như 9,6 tỷ năm trước, thiên hà hình elip quái vật này phá vỡ kỷ lục trước đó 200 triệu năm ánh sáng. Nó uốn cong, bóp méo và phóng đại thiên hà xoắn ốc xa xôi, mà ánh sáng của nó đã mất 10,7 tỷ năm để đến Trái đất.
Nhà nghiên cứu chính Kim-Vy Tran từ Đại học Texas A & M cho biết, khi bạn nhìn vào hơn 9 tỷ năm trước trong vũ trụ sơ khai, bạn không mong đợi tìm thấy loại thấu kính thiên hà này.
Hãy tưởng tượng cầm một chiếc kính lúp gần bạn và sau đó di chuyển nó ra xa hơn nhiều. Khi bạn nhìn qua một chiếc kính lúp được giữ ở độ dài cánh tay, khả năng bạn sẽ thấy một vật thể phóng to là rất cao. Nhưng nếu bạn di chuyển kính lúp khắp phòng, khả năng bạn nhìn thấy kính lúp gần như hoàn toàn thẳng hàng với một vật thể khác ngoài nó làm giảm đi.
Nhóm nghiên cứu đang nghiên cứu sự hình thành sao trong dữ liệu do Đài thiên văn W. M. Keck thu thập ở Hawai Wili, khi họ phát hiện ra một phát hiện mạnh về khí hydro nóng xuất hiện tạo thành một thiên hà hình elip khổng lồ, sáng chói. Nó đánh đội là kỳ quặc. Hydro nóng là một dấu hiệu rõ ràng về sự ra đời của ngôi sao, nhưng nó đã được phát hiện trong một thiên hà trông quá cũ để hình thành những ngôi sao mới.
Tôi đã rất ngạc nhiên và lo lắng, Trần Trần nhớ lại. Tôi nghĩ rằng chúng tôi đã phạm một sai lầm lớn với những quan sát của chúng tôi.
Vì vậy, Tran đã đào qua các hình ảnh Hubble được lưu trữ, cho thấy một vật thể màu xanh bị lem bên cạnh hình elip lớn hơn. Đó là chữ ký rõ ràng của một thấu kính hấp dẫn.
Tác giả Ivelina Momcheva của Đại học Yale cho biết, chúng tôi phát hiện ra rằng ánh sáng từ thiên hà thấu kính và từ thiên hà nền được pha trộn trong dữ liệu trên mặt đất, điều này làm chúng tôi bối rối. Dữ liệu quang phổ Keck gợi ý rằng có một điều thú vị đang diễn ra ở đây, nhưng chỉ với quang phổ độ phân giải cao Hubble, chúng ta mới có thể tách thiên hà thấu kính khỏi thiên hà nền xa hơn và xác định rằng hai vật thể ở khoảng cách khác nhau. Dữ liệu của Hubble cũng cho thấy giao diện của hệ thống, với thấu kính nền ở giữa, hai bên là một vòng cung sáng ở một bên và một vệt mờ ở phía bên kia - cả hai hình ảnh bị biến dạng của thiên hà nền. Chúng tôi cần sự kết hợp giữa hình ảnh và quang phổ để giải câu đố.
Bằng cách đo cường độ của ánh sáng nền thiên hà, nhóm nghiên cứu đã có thể đo được tổng khối lượng thiên hà khổng lồ. Nói chung, nó nặng gấp 180 tỷ lần so với Mặt trời của chúng ta. Mặc dù điều này có vẻ lớn, nhưng nó thực sự nặng hơn bốn lần so với thiên hà Milky Way.
Tác giả có hàng trăm thiên hà thấu kính mà chúng ta biết, nhưng hầu như tất cả chúng đều ở gần nhau, theo thuật ngữ vũ trụ, ông cho biết, tác giả chính của Viện nghiên cứu thiên văn học & thiên văn học Academia Sinica. Để tìm một ống kính ở xa như thế này là một khám phá rất đặc biệt bởi vì chúng ta có thể tìm hiểu về nội dung vật chất tối của các thiên hà trong quá khứ xa xôi. Bằng cách so sánh phân tích của chúng ta về thiên hà ống kính này với các ống kính gần hơn, chúng ta có thể bắt đầu hiểu được nội dung vật chất tối đó đã phát triển như thế nào theo thời gian.
Điều thú vị là, thiên hà thấu kính bị thiếu cân về nội dung vật chất tối. Trước đây, các nhà thiên văn học đã cho rằng vật chất tối và vật chất bình thường tích tụ trong một thiên hà theo thời gian. Nhưng thiên hà này, cho thấy đây không phải là trường hợp.
Các kết quả của nhóm xuất hiện trong số ra ngày 10 tháng 7 của Tạp chí Vật lý thiên văn và có sẵn trực tuyến.
