Các nhà thiên văn học đang tìm cách xác định chính xác khi sự tái hợp của Vũ trụ diễn ra đã tìm thấy một số thiên hà sớm nhất khoảng 800 triệu năm sau Vụ nổ lớn. Tuổi của một thiên hà được xác nhận bằng chữ ký hydro trung tính đặc trưng vào lúc 787 triệu năm sau Vụ nổ lớn. Phát hiện này là sự xác nhận tuổi đầu tiên của một thiên hà được gọi là bỏ rơi tại thời điểm xa xôi đó và xác định chính xác khi kỷ nguyên tái sinh có thể bắt đầu.
Thời kỳ tái tạo là khoảng thời gian xa nhất mà các nhà thiên văn học có thể quan sát được. Vụ nổ lớn, 13,7 tỷ năm trước, đã tạo ra một vũ trụ nóng bỏng, âm u. Khoảng 400.000 năm sau, nhiệt độ hạ nhiệt, các electron và proton tham gia để tạo thành hydro trung tính, và tiếng thổi đã bị xóa. Một thời gian trước 1 tỷ năm sau Vụ nổ lớn, hydro trung tính bắt đầu hình thành các ngôi sao trong các thiên hà đầu tiên, nó tỏa năng lượng và biến hydro trở lại thành bị ion hóa. Mặc dù không phải là súp plasma dày của thời kỳ trước ngay sau Vụ nổ lớn, sự hình thành sao này đã bắt đầu kỷ nguyên tái sinh.
Các nhà thiên văn học biết rằng thời đại này đã kết thúc khoảng 1 tỷ năm sau Vụ nổ lớn, nhưng khi nó bắt đầu đã lảng tránh họ.
Chúng tôi tìm kiếm các thiên hà bỏ học, bỏ rơi Masami Ouchi, người đã lãnh đạo một nhóm các nhà thiên văn học Hoa Kỳ và Nhật Bản nhìn lại kỷ nguyên tái sinh. Chúng tôi sử dụng các bộ lọc màu đỏ dần dần cho thấy các bước sóng ánh sáng tăng dần và xem các thiên hà biến mất khỏi hoặc ‘bỏ qua các hình ảnh được tạo bằng các bộ lọc đó. Các thiên hà cũ hơn, xa hơn ‘bỏ rơi các bộ lọc đỏ dần dần và các bước sóng cụ thể có thể cho chúng ta biết khoảng cách và tuổi của các thiên hà. Điều làm cho nghiên cứu này trở nên khác biệt là chúng tôi đã khảo sát một khu vực lớn hơn 100 lần so với trước đây và kết quả là có một mẫu thiên hà sớm hơn (22) lớn hơn so với các khảo sát trước đây. Thêm vào đó, chúng tôi đã có thể xác nhận một tuổi thiên hà, anh ấy tiếp tục. Vì tất cả các thiên hà đều được tìm thấy bằng cách sử dụng cùng một kỹ thuật bỏ học, chúng có thể có cùng độ tuổi.
Đội Ouchi Cảnh đã có thể thực hiện một cuộc khảo sát lớn như vậy bởi vì họ đã sử dụng bộ lọc siêu đỏ tùy chỉnh và các tiến bộ công nghệ độc đáo khác về độ nhạy đỏ trên máy ảnh trường rộng của Kính viễn vọng Subaru 8,3 mét. Họ đã thực hiện các quan sát của mình từ năm 2006 đến năm 2009 trong lĩnh vực Subaru Deep Field và Great Observies Origins Deep Survey North. Sau đó, họ so sánh các quan sát của họ với dữ liệu thu thập trong các nghiên cứu khác.
Các nhà thiên văn học đã tự hỏi liệu vũ trụ trải qua quá trình tái sinh ngay lập tức hay dần dần theo thời gian, nhưng quan trọng hơn, họ đã cố gắng cô lập khi vũ trụ bắt đầu tái tạo. Các phép đo mật độ và độ sáng của thiên hà là chìa khóa để tính toán tốc độ hình thành sao, điều này nói lên nhiều điều về những gì đã xảy ra khi nào. Các nhà thiên văn học đã xem xét tốc độ hình thành sao và tốc độ hydro bị ion hóa.
Sử dụng dữ liệu từ nghiên cứu của họ và những người khác, họ xác định rằng tỷ lệ hình thành sao thấp hơn đáng kể từ 800 triệu năm xuống còn khoảng một tỷ năm sau Vụ nổ lớn, sau đó. Theo đó, họ tính toán rằng tốc độ ion hóa sẽ rất chậm trong thời gian đầu này, vì tốc độ hình thành sao thấp này.
Chúng tôi thực sự ngạc nhiên khi tốc độ ion hóa dường như quá thấp, điều này sẽ tạo thành mâu thuẫn với tuyên bố của vệ tinh NASA WMAP. Nó kết luận rằng sự tái sinh bắt đầu không quá 600 triệu năm sau Vụ nổ lớn, ông nhận xét Ouchi. Chúng tôi nghĩ rằng câu đố này có thể được giải thích bằng tốc độ sản xuất photon ion hóa hiệu quả hơn trong các thiên hà sớm. Sự hình thành của các ngôi sao khổng lồ có thể mạnh mẽ hơn nhiều so với các thiên hà ngày nay. Ít hơn, những ngôi sao khổng lồ tạo ra nhiều photon ion hóa hơn nhiều ngôi sao nhỏ hơn, anh giải thích.
Nghiên cứu này sẽ được công bố trong số tháng 12 của Tạp chí Vật lý thiên văn.
Nguồn: EurekAlert
