Trong hàng trăm triệu năm sau Vụ nổ lớn, toàn bộ vũ trụ là một khối súp nguyên tử hydro dày đặc đang bơi trong bóng tối hoàn toàn. Sự dày đặc của vũ trụ này đến nỗi ánh sáng đầu tiên từ những ngôi sao đầu tiên tồn tại không thể xuyên qua nó - sương mù hydro đơn giản hấp thụ và phân tán ánh sáng sao trong vòng tròn, nhốt vũ trụ trong thời kỳ đen tối của vũ trụ như ngày càng nhiều ngôi sao, thiên hà và đen lỗ từ từ âm ỉ với cuộc sống.
Tất cả đã thay đổi sau khoảng 500 triệu năm, khi một cuộc cải tạo vũ trụ vĩ đại được gọi là kỷ nguyên tái sinh bắt đầu. Khi các thiên hà cổ đại ngày càng lớn hơn và tỏa ra năng lượng mạnh hơn, chúng bắt đầu đốt cháy sương mù vũ trụ bao quanh chúng bằng cách tách (hoặc ion hóa) các nguyên tử hydro thành một plasma của các proton và electron tự do. Đột nhiên, ánh sáng có thể truyền qua vũ trụ - đầu tiên thông qua "bong bóng" plasma bao quanh các thiên hà lớn, sau đó càng lúc càng xa khi nhiều bong bóng bắt đầu nở ra và chồng lên nhau.
Bây giờ, lần đầu tiên, các nhà thiên văn học tin rằng họ đã phát hiện ra ba trong số những bong bóng xóa sương mù đó đang hoạt động mạnh mẽ trong việc định hình lại vũ trụ trong một nhóm thiên hà cách xa 13 tỷ năm ánh sáng.
Trong một nghiên cứu được trình bày trong tuần này tại hội nghị của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ ở Honolulu và đệ trình để xuất bản trong số sắp tới của Tạp chí Vật lý thiên văn, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã xác định được một bộ ba thiên hà xa xôi dường như đang tỏa ra một số ánh sáng sớm nhất từng quan sát. Nhóm thiên hà có tên EGS77, có niên đại khoảng 680 triệu năm sau Vụ nổ lớn (khoảng 5% tuổi 13,8 tỷ năm hiện tại của vũ trụ) và dường như được bao quanh bởi ba bong bóng plasma chồng chéo - có nghĩa là các thiên hà tiên phong này có thể đã bị cuốn vào hành động tái hiện góc vũ trụ của họ và đưa thời kỳ đen tối của vũ trụ chấm dứt.
"EGS77 đã hình thành một bong bóng lớn cho phép ánh sáng của nó đi đến Trái đất", đồng tác giả nghiên cứu Vithal Tilvi, một nhà nghiên cứu tại Đại học bang Arizona, cho biết trong một tuyên bố. "Cuối cùng, những bong bóng như thế này đã phát triển xung quanh tất cả các thiên hà và lấp đầy không gian liên thiên hà, tái tạo vũ trụ và dọn đường cho ánh sáng đi qua vũ trụ."
Để tìm ra những thiên hà xóa sương mù cổ đại này, các nhà nghiên cứu đã khảo sát một phần nhỏ của không gian cho bước sóng chính xác của tia cực tím phát ra từ những ngôi sao sớm nhất, còn được gọi là phát xạ Lyman-alpha. Ánh sáng bắt đầu ở bước sóng 121,6 nanomet, nhưng sau khi truyền đi hàng tỷ năm trên vũ trụ đang giãn nở, từ từ kéo dài ra phạm vi cận hồng ngoại (700 nanomet đến 1 milimet), dễ dàng phát hiện hơn với kính viễn vọng Trái đất.
Cuộc khảo sát đã đưa ra ba đốm không gian chồng chéo dường như đang phát ra các bước sóng chính xác điển hình của các ngôi sao cổ đại làm ion hóa môi trường xung quanh. Nhóm nghiên cứu đã so sánh các quan sát này với dữ liệu từ hai kính viễn vọng khác và xác nhận các thiên hà cách chúng ta khoảng 13 tỷ năm ánh sáng, khiến chúng trở thành nhóm thiên hà xa nhất từng được phát hiện và đặt chúng ngay trên biên giới của thời kỳ tái hợp.
"EGS77 là nhóm thiên hà đầu tiên bị bắt gặp trong hành động xóa tan sương mù vũ trụ này", đồng tác giả nghiên cứu James Rhoads thuộc Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, cho biết trong tuyên bố.
