Các thiên hà khổng lồ trong Vũ trụ sơ khai hình thành các ngôi sao với tốc độ nhanh hơn nhiều so với hiện tại - tạo ra tương đương với một ngàn mặt trời mới mỗi năm. Tỷ lệ này đạt đến đỉnh điểm 3 tỷ năm sau Vụ nổ lớn và đến 6 tỷ năm, các thiên hà đã tạo ra hầu hết các ngôi sao của chúng.
Các quan sát mới từ Kính viễn vọng Không gian Hubble cho thấy, ngay cả các thiên hà lùn - cụm sao nhỏ, khối lượng thấp của vài tỷ ngôi sao - đã tạo ra các ngôi sao với tốc độ nhanh, đóng vai trò lớn hơn dự kiến trong lịch sử ban đầu của Vũ trụ.
Ngày nay, chúng ta có xu hướng nhìn thấy các thiên hà lùn bám vào các thiên hà lớn hơn, hoặc đôi khi bị nhấn chìm bên trong, thay vì tồn tại như những bộ sưu tập sao rực rỡ. Nhưng các nhà thiên văn học đã nghi ngờ rằng những người lùn trong Vũ trụ sơ khai có thể lật ngược các ngôi sao một cách nhanh chóng. Vấn đề là, hầu hết các hình ảnh đều không đủ sắc nét để tiết lộ các thiên hà mờ nhạt, xa xôi mà chúng ta cần quan sát.
Tác giả Hakim Atek của École Polytechnique Fédérale de Lausanne cho biết: (EPFL) trong một thông cáo báo chí. Họ dường như đã có một vai trò quan trọng đáng ngạc nhiên trong thời đại mà Vũ trụ hình thành hầu hết các ngôi sao của nó.
Các nghiên cứu trước đây về các thiên hà đầy sao trong Vũ trụ sơ khai đã thiên về các thiên hà khổng lồ, loại bỏ số lượng lớn các thiên hà lùn tồn tại trong thời đại này. Nhưng các khả năng có độ nhạy cao của Máy ảnh trường rộng Hubble 3 hiện đã cho phép các nhà thiên văn học quan sát các thiên hà lùn có khối lượng thấp trong Vũ trụ xa xôi.
Atek và các đồng nghiệp đã xem xét 1000 thiên hà từ khoảng ba tỷ năm đến 10 tỷ năm sau Vụ nổ lớn. Họ tìm kiếm dữ liệu của mình, để tìm kiếm dòng H-alpha: một vạch phổ nhìn thấy màu đỏ đậm, xảy ra khi một electron hydro rơi từ mức năng lượng thấp thứ ba xuống thứ hai.
Trong các khu vực hình thành sao, khí xung quanh liên tục bị ion hóa bởi bức xạ từ các ngôi sao mới hình thành. Sau khi khí bị ion hóa, hạt nhân và electron bị loại bỏ có thể kết hợp lại để tạo thành một nguyên tử hydro mới với electron thường ở trạng thái năng lượng cao hơn. Electron này sau đó sẽ quay trở lại trạng thái cơ bản, một quá trình tạo ra phát xạ H-alpha khoảng một nửa thời gian.
Vì vậy, dòng H-alpha là một đầu dò hiệu quả của sự hình thành sao và độ sáng của dòng H-alpha (dễ phát hiện hơn nhiều so với dòng mờ, gần như vô hình, liên tục) là một đầu dò hiệu quả về tốc độ hình thành sao. Từ dòng đơn này, Attek và các đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng tốc độ các ngôi sao đang bật trong những ngôi sao lùn sớm là cao đáng ngạc nhiên.
Đồng thiên hà này đang hình thành các ngôi sao nhanh đến mức chúng thực sự có thể nhân đôi toàn bộ khối lượng sao của chúng chỉ trong 150 triệu năm - việc tăng khối lượng sao này sẽ mất hầu hết các thiên hà bình thường 1-3 tỷ năm, đồng tác giả Jean-Paul cho biết Kneib, cũng của EPFL.
Nhóm nghiên cứu không biết tại sao những thiên hà nhỏ này lại tạo ra một số lượng lớn các ngôi sao như vậy. Nhìn chung, sự bùng nổ của sự hình thành sao được cho là theo dõi các sự kiện có phần hỗn loạn như sự hợp nhất thiên hà hoặc cú sốc của siêu tân tinh. Nhưng bằng cách tiếp tục nghiên cứu các thiên hà lùn này, các nhà thiên văn học hy vọng sẽ làm sáng tỏ sự tiến hóa của thiên hà và giúp vẽ nên một bức tranh nhất quán về các sự kiện trong Vũ trụ sơ khai.
Bài báo đã được xuất bản ngày hôm nay trên Tạp chí Vật lý thiên văn và có thể được xem tại đây. Hubblecast mới nhất (bên dưới) cũng bao gồm kết quả thú vị này.
