Ở quy mô lớn nhất, mạng lưới các sợi khí trải dài hàng trăm triệu năm ánh sáng, kết nối các cụm thiên hà khổng lồ. Nhưng khí này rất hiếm, nó không thể nhìn thấy trực tiếp.
Trong nhiều năm, các nhà thiên văn học đã sử dụng các quasar - trung tâm thiên hà rực rỡ được cung cấp năng lượng bởi các lỗ đen siêu lớn đang tích tụ vật liệu nhanh chóng - để lập bản đồ các vật chất vô hình khác.
Nhưng bây giờ, lần đầu tiên, một nhóm các nhà thiên văn học do Khee-Gan Lee, một nhà nghiên cứu hậu kỳ tại Viện Thiên văn học Max Planck, đã tạo ra một bản đồ ba chiều về cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ bằng cách sử dụng các thiên hà xa xôi. Và những lợi thế là rất nhiều.
Khoa học luôn đi một chút gì đó như thế này: khi ánh sáng rực rỡ từ một quasar ở xa truyền tới Trái đất, nó gặp phải những đám mây khí hydro xen kẽ và bị hấp thụ một phần. Điều này để lại các vạch hấp thụ tối trong phổ quasar.
Nếu Vũ trụ tĩnh, các vạch hấp thụ tối sẽ luôn được đặt tại cùng một điểm (121 nanomet cho cái gọi là đường Lyman-alpha) trong phổ quasar. Nhưng vì Vũ trụ đang giãn nở, quasar ở xa đang bay ra khỏi Trái đất với tốc độ nhanh. Điều này kéo dài ánh sáng chuẩn tinh, sao cho mỗi đám mây khí hydro xen kẽ in dấu hiệu hấp thụ của nó trên một vùng khác nhau của quang phổ quasar, để lại một rừng các vạch.
Do đó, các phép đo chi tiết của nhiều phổ Quasar gần nhau thực sự có thể tiết lộ bản chất ba chiều của các đám mây hydro xen kẽ. Nhưng các thiên hà nhiều gấp gần 100 lần so với các quasar. Vì vậy, trên lý thuyết họ nên cung cấp một bản đồ chi tiết hơn nhiều.
Vấn đề duy nhất là các thiên hà cũng mờ hơn khoảng 15 lần so với các quasar. Vì vậy, các nhà thiên văn học nghĩ rằng họ chỉ đơn giản là không đủ sáng để nhìn rõ trong vũ trụ xa xôi. Nhưng Lee đã thực hiện các tính toán mà đề nghị khác.
Tôi đã rất ngạc nhiên khi thấy rằng các kính viễn vọng lớn hiện có đã có thể thu thập đủ ánh sáng từ các thiên hà mờ này để lập bản đồ hấp thụ tiền cảnh, mặc dù ở độ phân giải thấp hơn so với các kính viễn vọng trong tương lai, Lee Lee cho biết. Tuy nhiên, điều này sẽ cung cấp một cái nhìn chưa từng thấy về web vũ trụ chưa bao giờ được lập bản đồ ở khoảng cách rộng lớn như vậy.
Lee và các đồng nghiệp đã sử dụng kính viễn vọng Keck I dài 10 mét ở Mauna Kea, Hawaii để nhìn kỹ hơn về các thiên hà xa xôi và khu rừng hấp thụ hydro được nhúng trong quang phổ của chúng. Nhưng ngay cả thời tiết ở Hawaii cũng có thể trở nên xấu xí.
Đồng thời chúng tôi khá thất vọng vì thời tiết thật tồi tệ và chúng tôi chỉ thu thập được vài giờ dữ liệu tốt, ông Joseph Hennawi, đồng tác giả của Viện Thiên văn học Max Planck cho biết. Tuy nhiên, đánh giá bằng chất lượng dữ liệu khi nó ra khỏi kính viễn vọng, tôi đã rõ ràng rằng thí nghiệm này sẽ hoạt động.
Nhóm chỉ có thể thu thập dữ liệu trong bốn giờ. Nhưng nó vẫn chưa từng có. Họ đã xem xét 24 thiên hà xa xôi, nơi cung cấp đủ độ bao phủ của một mảng nhỏ của bầu trời và cho phép chúng kết hợp thông tin thành bản đồ ba chiều.
Bản đồ cho thấy cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ khi nó chỉ bằng một phần tư tuổi hiện tại. Nhưng nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ sớm phân tích bản đồ để biết thêm thông tin về chức năng cấu trúc - theo dòng khí vũ trụ khi nó rời khỏi các lỗ rỗng và lên các thiên hà xa xôi. Nó sẽ cung cấp một hồ sơ lịch sử độc đáo về cách các cụm thiên hà và các khoảng trống phát triển từ sự không đồng nhất trong Vụ nổ lớn.
Kết quả đã được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn và có sẵn trực tuyến.
