Khi nói đến việc nghiên cứu một số thiên hà xa xôi và lâu đời nhất trong Vũ trụ, một số thách thức tự đặt ra. Ngoài việc cách xa hàng tỷ năm ánh sáng, những thiên hà này thường quá mờ nhạt để nhìn rõ. May mắn thay, các nhà thiên văn học đã dựa vào một kỹ thuật được gọi là thấu kính hấp dẫn, trong đó lực hấp dẫn của một vật thể lớn (như cụm thiên hà) được sử dụng để tăng cường ánh sáng của các thiên hà mờ hơn này.
Sử dụng kỹ thuật này, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế gần đây đã phát hiện ra một thiên hà xa xôi và yên tĩnh mà nếu không được chú ý. Được dẫn dắt bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học Hawaii tại Manoa, nhóm nghiên cứu đã sử dụng Kính thiên văn vũ trụ Hubble để tiến hành trường hợp cực đoan nhất của thấu kính hấp dẫn cho đến nay, cho phép họ quan sát thiên hà mờ nhạt được gọi là eMACSJ1341-QG-1.
Nghiên cứu mô tả những phát hiện của họ gần đây đã xuất hiện trong Tạp chí Vật lý thiên văndưới tiêu đề Cốt ba mươi lần: Thấu kính cực kỳ hấp dẫn của một thiên hà tĩnh lặng tại z = 1,6 ″. Dẫn đầu bởi Harald Ebeling, một nhà thiên văn học từ Đại học Hawaii tại Manoa, nhóm nghiên cứu bao gồm các thành viên của Viện Niels Bohr, Trung tâm Nationale de Recherche Scienceifique (CNRS), Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian và Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO).
Vì lợi ích của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã dựa vào cụm thiên hà khổng lồ được gọi là eMACSJ1341.9-2441 để phóng đại ánh sáng đến từ eMACSJ1341-QG-1, một thiên hà xa xôi và mờ nhạt. Theo thuật ngữ thiên văn học, thiên hà này là một ví dụ về thiên hà yên tĩnh của người Viking, đó là về cơ bản các thiên hà cũ đã cạn kiệt phần lớn nguồn cung cấp bụi và khí và do đó không hình thành các ngôi sao mới.
Nhóm nghiên cứu bắt đầu bằng cách chụp ảnh thiên hà mờ nhạt với Hubble và sau đó tiến hành theo dõi quan sát quang phổ sử dụng máy quang phổ ESO / X-Shooter - một phần của Kính thiên văn rất lớn (VLT) tại Đài thiên văn Paranal ở Chile. Dựa trên ước tính của họ, nhóm nghiên cứu đã xác định rằng họ có thể khuếch đại thiên hà nền theo hệ số 30 cho hình ảnh chính và hệ số sáu cho hai hình ảnh còn lại.
Điều này làm cho eMACSJ1341-QG-1 trở thành thiên hà yên tĩnh được khuếch đại mạnh nhất được phát hiện cho đến nay và với biên độ khá lớn! Như Johan Richard - một nhà thiên văn học trợ lý tại Đại học Lyon, người đã thực hiện các tính toán thấu kính, và là đồng tác giả của nghiên cứu - đã chỉ ra trong một bản phát hành của Đại học Hawaii:
Sự phóng đại rất cao của hình ảnh này cung cấp cho chúng ta cơ hội hiếm có để điều tra các quần thể sao của vật thể ở xa này và cuối cùng, để tái tạo lại hình dạng và tính chất không bị biến dạng của nó.
Mặc dù các độ phóng đại cực đoan khác đã được tiến hành trước đó, nhưng khám phá này đã lập kỷ lục mới về độ phóng đại của một thiên hà nền yên tĩnh hiếm gặp. Những thiên hà cũ này không chỉ rất khó phát hiện vì độ sáng thấp hơn; nghiên cứu về chúng có thể tiết lộ một số điều rất thú vị về sự hình thành và tiến hóa của các thiên hà trong Vũ trụ của chúng ta.
Như Ebeling, một nhà thiên văn học của Viện Thiên văn học UH, đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu, giải thích:
Chúng tôi chuyên tìm kiếm các cụm cực lớn hoạt động như kính viễn vọng tự nhiên và đã phát hiện ra nhiều trường hợp thú vị về thấu kính hấp dẫn. Tuy nhiên, phát hiện này nổi bật vì độ phóng đại khổng lồ được cung cấp bởi eMACSJ1341 cho phép chúng ta nghiên cứu chi tiết một loại thiên hà rất hiếm.
Các thiên hà yên tĩnh là phổ biến trong Vũ trụ địa phương, đại diện cho điểm cuối của quá trình tiến hóa thiên hà. Do đó, phát hiện phá kỷ lục này có thể cung cấp một số cơ hội duy nhất để nghiên cứu các thiên hà cũ này và xác định lý do tại sao sự hình thành sao kết thúc trong chúng. Như Mikkel Stockmann, một thành viên nhóm từ Đại học Copenhagen và là một chuyên gia về tiến hóa thiên hà, đã giải thích:
Chúng tôi nhìn vào các thiên hà xa hơn, chúng tôi cũng đang nhìn lại thời gian, vì vậy chúng tôi đang thấy các vật thể trẻ hơn và chưa nên sử dụng hết nguồn cung cấp khí đốt của chúng. Hiểu lý do tại sao thiên hà này đã ngừng hình thành sao có thể cho chúng ta manh mối quan trọng về các quá trình chi phối cách thức các thiên hà phát triển.
Trong một tĩnh mạch tương tự, gần đây các nghiên cứu đã được thực hiện cho thấy rằng sự hiện diện của Lỗ đen Siêu khối (SMBH) có thể là nguyên nhân khiến các thiên hà trở nên yên tĩnh. Khi các máy bay phản lực mạnh mẽ mà các lỗ đen này tạo ra bắt đầu rút cạn lõi thiên hà của bụi và khí, các ngôi sao tiềm năng thấy mình bị bỏ đói vật chất mà chúng sẽ cần phải trải qua sự sụp đổ lực hấp dẫn.
Trong khi đó, các quan sát tiếp theo của eMACSJ1341-QG1 đang được tiến hành bằng kính viễn vọng tại Đài thiên văn Paranal ở Chile và Đài thiên văn Maunakea ở Hawaii. Những gì các quan sát này tiết lộ chắc chắn sẽ cho chúng ta biết nhiều về những gì sẽ trở thành thiên hà Milky Way của chúng ta vào một ngày nào đó, khi bụi và khí cuối cùng bị cạn kiệt và tất cả các ngôi sao của nó trở thành những người khổng lồ đỏ và những ngôi sao lùn đỏ tồn tại lâu dài.
