Các nhà thiên văn học đã tìm thấy những dấu hiệu xa nhất của nước trong Vũ trụ cho đến nay. Bức xạ từ maser nước được phát ra khi Vũ trụ chỉ khoảng 2,5 tỷ năm tuổi, bằng 1/5 so với tuổi hiện tại. Tiến sĩ bức xạ mà chúng tôi phát hiện đã mất 11,1 tỷ năm để đến Trái đất, Tiến sĩ John McKean thuộc Viện Thiên văn vô tuyến Hà Lan (ASTRON) cho biết. Tuy nhiên, bởi vì Vũ trụ đã giãn nở như một quả bóng bay vào thời điểm đó, kéo dài khoảng cách giữa các điểm, thiên hà nơi nước được phát hiện cách đó khoảng 19,8 tỷ năm ánh sáng.
Sự phát xạ nước được xem như một maser, nơi các phân tử trong khí khuếch đại và phát ra các chùm bức xạ vi sóng theo cách tương tự như tia laser phát ra các chùm ánh sáng. Tín hiệu mờ chỉ có thể phát hiện được bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là thấu kính hấp dẫn, trong đó trọng lực của một thiên hà khổng lồ ở phía trước hoạt động như một kính viễn vọng vũ trụ, uốn cong và phóng đại ánh sáng từ thiên hà xa xôi để tạo ra mô hình bốn lá của cỏ ba lá J0414 + 0534. Maser nước chỉ có thể được phát hiện trong hai hình ảnh sáng nhất.
McKean cho biết, chúng tôi đã quan sát máy lọc nước hàng tháng kể từ khi phát hiện và thấy tín hiệu ổn định mà không có sự thay đổi rõ ràng về vận tốc của hơi nước trong dữ liệu mà chúng tôi đã thu được cho đến nay, McKean nói. Điều này ủng hộ dự đoán của chúng tôi rằng nước được tìm thấy trong máy bay phản lực từ lỗ đen siêu lớn, chứ không phải là đĩa khí xoay quanh nó.
Mặc dù kể từ khi phát hiện ban đầu, nhóm nghiên cứu đã xem xét thêm năm hệ thống không có máy lọc nước, họ tin rằng có khả năng có nhiều hệ thống tương tự hơn trong Vũ trụ ban đầu. Các khảo sát của các thiên hà gần đó đã phát hiện ra rằng chỉ có khoảng 5% có các công trình nước mạnh mẽ liên quan đến các hạt nhân thiên hà hoạt động. Ngoài ra, các nghiên cứu cho thấy rằng những người thợ nước rất mạnh là cực kỳ hiếm so với các đối tác kém sáng hơn của họ. Maser nước trong MG J0414 + 0534 gấp khoảng 10.000 lần độ sáng của Mặt trời, điều đó có nghĩa là nếu các thợ xây nước hiếm như nhau trong Vũ trụ ban đầu, cơ hội thực hiện khám phá này sẽ không đáng kể.
Chúng tôi đã tìm thấy tín hiệu từ một máy lọc nước thực sự mạnh mẽ trong hệ thống đầu tiên mà chúng tôi đã xem xét bằng cách sử dụng kỹ thuật thấu kính hấp dẫn. Từ những gì chúng ta biết về sự phong phú của các công trình nước tại địa phương, chúng ta có thể tính toán xác suất tìm thấy một máy lọc nước mạnh như một chiếc trong MG J0414 + 0534 là một trong một triệu từ một quan sát. Điều này có nghĩa là sự phong phú của những người thợ nước mạnh mẽ phải ở vũ trụ xa hơn nhiều so với địa phương vì tôi chắc chắn rằng chúng ta không may mắn như vậy! Tiến sĩ McKean nói.
Việc phát hiện ra maser nước được thực hiện bởi một nhóm do Tiến sĩ Violette Impellizzeri dẫn đầu sử dụng kính viễn vọng vô tuyến Effelsberg dài 100 mét ở Đức trong tháng 7 đến tháng 9 năm 2007. Phát hiện này được xác nhận bằng các quan sát với Mảng rất lớn ở Hoa Kỳ vào tháng 9 và tháng 10 năm 2007, nhóm nghiên cứu bao gồm Alan Roy, Christian Henkel và Andreas Brunthaler, từ Viện thiên văn vô tuyến Max Planck, Paola Castangia từ Đài thiên văn Cagliari và Olaf Wucknitz từ Viện thiên văn học Argelander tại Đại học Bon. Những phát hiện được công bố trên tạp chí Nature vào tháng 12 năm 2008.
Nhóm nghiên cứu hiện đang phân tích dữ liệu độ phân giải cao để tìm hiểu mức độ gần của maser nước với lỗ đen siêu lớn, điều này sẽ mang đến cho họ những hiểu biết mới về cấu trúc ở trung tâm của các thiên hà hoạt động trong vũ trụ sơ khai.
Phát hiện nước này trong vũ trụ sơ khai có thể có nghĩa là có nhiều bụi và khí hơn xung quanh lỗ đen siêu lớn ở các kỷ nguyên này, hoặc có thể là do các lỗ đen hoạt động mạnh hơn, dẫn đến sự phát thải nhiều hơn máy bay phản lực mạnh mẽ có thể kích thích sự phát xạ của mặt nước. Chúng tôi chắc chắn biết rằng hơi nước phải rất nóng và đậm đặc để chúng tôi quan sát một maser, vì vậy ngay bây giờ chúng tôi đang cố gắng thiết lập cơ chế nào khiến khí gas trở nên đậm đặc như vậy, tiến sĩ McKean nói.
McKean đã trình bày kết quả nghiên cứu của nhóm tại Tuần lễ thiên văn học và khoa học vũ trụ châu Âu ở Anh tuần này.
Nguồn: RAS
