Chú thích: Một nghệ sĩ vẽ lại thiên hà BX442 và thiên hà lùn đồng hành của nó (phía trên bên trái). Tín dụng: Viện thiên văn học & vật lý thiên văn Dunlap / Joe Bergeron
Ánh sáng sao cổ đại di chuyển trong 10,7 tỷ năm đã mang đến một bất ngờ - bằng chứng về một thiên hà xoắn ốc từ lâu trước khi các thiên hà xoắn ốc khác được biết là đã hình thành.
Alice Shapley, phó giáo sư vật lý và thiên văn học của UCLA cho biết, khi bạn quay ngược thời gian về vũ trụ sơ khai, các thiên hà trông rất kỳ lạ, vón cục và không đều, không đối xứng. . Phần lớn các thiên hà cũ trông giống như xác tàu hỏa. Suy nghĩ đầu tiên của chúng tôi là, tại sao cái này lại khác biệt và đẹp đến thế?
Các thiên hà ngày nay có nhiều hình dạng và kích cỡ độc đáo. Một số, như thiên hà Milky Way của chúng ta, đang quay các đĩa sao và khí gọi là các thiên hà xoắn ốc. Các thiên hà khác, được gọi là các thiên hà hình elip, giống như các quả cầu khổng lồ của các ngôi sao đỏ cũ hơn di chuyển theo các hướng ngẫu nhiên. Sau đó, có một loạt các thiên hà có hình dạng không đều nhỏ hơn liên kết với nhau bằng trọng lực nhưng không có cấu trúc có thể nhìn thấy. Shapely nói, một quần thể lớn, đa dạng của các loại thiên hà không đều này đã thống trị Vũ trụ sơ khai.
Ánh sáng từ thiên hà xoắn ốc này vô cùng xa xôi, đi du lịch ở gần sáu nghìn tỉ dặm mỗi năm, mất 10,7 tỷ năm để đạt được Trái Đất; chỉ 3 tỷ năm sau khi Vũ trụ được tạo ra trong một sự kiện mang tên Vụ nổ lớn.
Theo thông cáo báo chí từ UCLA, các nhà thiên văn học đã sử dụng đôi mắt sắc bén của Kính viễn vọng Không gian Hubble để theo dõi 300 thiên hà rất xa trong Vũ trụ sơ khai. Các nhà khoa học ban đầu nghĩ rằng thiên hà của họ, một trong những thiên hà lớn nhất trong cuộc khảo sát của họ với cái tên vô duyên BX442, là một ảo ảnh, có lẽ là hai thiên hà chồng lên nhau.
Sự thật rằng thiên hà này tồn tại thật đáng kinh ngạc, David Law, tác giả chính của nghiên cứu và là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ của Viện Dunlap tại Đại học Toronto. Sự khôn ngoan hiện tại cho rằng các thiên hà xoắn ốc có thiết kế hoành tráng như vậy chỉ đơn giản là không tồn tại trong thời gian đầu của lịch sử vũ trụ. Một thiên hà thiết kế vĩ đại có các nhánh xoắn ốc nổi bật, được hình thành tốt.
Để hiểu rõ hơn về hình ảnh của họ, các nhà thiên văn học đã sử dụng một thiết bị hiện đại, độc đáo có tên là máy quang phổ OSIRIS tại W.M. Đài thiên văn Keck trên đỉnh núi lửa Mauna Kea không hoạt động. Nhạc cụ do giáo sư UCLA James Larkin chế tạo, cho phép họ nghiên cứu ánh sáng từ khoảng 3.600 địa điểm trong và xung quanh BX442. Quang phổ này đã cho họ manh mối cần thiết để cho thấy họ thực sự đang nhìn vào một thiên hà xoắn ốc xoay tròn duy nhất.
Trong khi các thiên hà xoắn ốc có rất nhiều trong vũ trụ hiện tại, thì đó luôn là trường hợp. Các thiên hà xoắn ốc trong Vũ trụ ban đầu rất hiếm vì tương tác thường xuyên. Shapely cho biết, BX442 trông giống như một thiên hà gần đó, nhưng trong vũ trụ sơ khai, các thiên hà đã va chạm với nhau thường xuyên hơn nhiều. Khí Gas đã mưa từ môi trường giữa các thiên hà và các ngôi sao đang ăn được hình thành với tốc độ nhanh hơn nhiều so với hiện nay; lỗ đen cũng phát triển với tốc độ nhanh hơn nhiều. Tạp chí Không gian nhàm chán so với thời gian đầu này.
Shapely và Law nghĩ rằng cuộc giằng co hấp dẫn giữa một người bạn đồng hành thiên hà lùn và BX442 có thể chịu trách nhiệm cho cái nhìn tương lai của nó. Người bạn đồng hành xuất hiện như một đốm sáng nhỏ trong hình ảnh của họ. Mô phỏng máy tính được thực hiện bởi Charlotte Christensen, một sinh viên sau tiến sĩ tại Đại học Arizona và đồng tác giả của bài báo, đưa ra bằng chứng cho ý tưởng này. Cuối cùng, BX442 và thiên hà nhỏ hơn có thể sẽ hợp nhất.
Shapley cho biết BX442 đại diện cho một liên kết giữa các thiên hà ban đầu hỗn loạn hơn nhiều và các thiên hà xoắn ốc xoay mà chúng ta thấy xung quanh chúng ta. Thật vậy, thiên hà này có thể làm nổi bật tầm quan trọng của các tương tác sáp nhập ở bất kỳ thời đại vũ trụ nào trong việc tạo ra cấu trúc xoắn ốc thiết kế lớn, theo bà.
Nghiên cứu BX442 có khả năng giúp các nhà thiên văn học hiểu được các thiên hà xoắn ốc như dạng Ngân hà như thế nào, cô nói thêm.
Chú thích 2: Hình ảnh tổng hợp màu sai của HST / Keck của thiên hà BX442. Tín dụng: David Law / Viện thiên văn học & vật lý thiên văn Dunlap
