Trong không gian hoang dã lạnh lẽo, các thiên hà rúc vào nhau quanh đống lửa trại của các vì sao và lực kéo đảm bảo của các hố đen siêu lớn. Giữa những cụm thiên hà ấm cúng này, nơi không gian trống trải dài hàng triệu năm ánh sáng xung quanh, một đường cao tốc mờ nhạt của cầu nối bóng tối.
Mạng lưới liên ngân hà này được biết đến trong các mô hình vũ trụ như là mạng lưới vũ trụ. Được tạo thành từ các sợi hydro dài còn sót lại từ Vụ nổ lớn, web được cho là chứa phần lớn (hơn 60%) khí trong vũ trụ và trực tiếp cung cấp cho tất cả các khu vực sản xuất sao trong không gian. Tại các giao lộ nơi các sợi tơ chồng lên nhau, các thiên hà xuất hiện. Ít nhất, đó là lý thuyết.
Các sợi của mạng lưới thiên hà chưa bao giờ được quan sát trực tiếp trước đây, bởi vì chúng là một trong những cấu trúc mờ nhất trong vũ trụ và dễ bị lu mờ bởi ánh sáng của các thiên hà xung quanh chúng. Nhưng bây giờ, trong một nghiên cứu được công bố hôm nay (3/10) trên tạp chí Science, các nhà nghiên cứu đã ghép lại bức ảnh đầu tiên về các sợi vũ trụ hội tụ trên cụm thiên hà xa xôi, nhờ một số kính viễn vọng nhạy nhất trên Trái đất.
Hình ảnh (bên dưới) cho thấy các sợi hydro màu xanh lam lan tỏa qua một cụm thiên hà trắng cổ đại, nằm cách Trái đất khoảng 12 tỷ năm ánh sáng (có nghĩa là các thiên hà được sinh ra trong khoảng một tỷ rưỡi đầu tiên sau Vụ nổ lớn). Nhẹ nhàng thắp sáng bởi ánh sáng cực tím của các thiên hà, các sợi tơ trải dài hơn 3 triệu năm ánh sáng, khẳng định vị thế của chúng là một trong những cấu trúc khổng lồ nhất trong không gian.
"Những quan sát về các cấu trúc mờ nhạt nhất, lớn nhất trong vũ trụ là chìa khóa để hiểu vũ trụ của chúng ta phát triển như thế nào qua thời gian", Erika Hamden, nhà thiên văn học tại Đài quan sát Steward của Đại học Arizona, viết trong một bài bình luận đi kèm về nghiên cứu mới. (Hamden không tham gia vào nghiên cứu.) Những quan sát này, Hamden nói thêm, "chỉ là phần nổi của tảng băng" trong phát hiện web vũ trụ, với nghiên cứu tiết lộ thêm hình ảnh của web ở các góc không gian cổ đại khác.
Kết nối với web
Như nghiên cứu mới ghi nhận, các khối hydro tạo nên các sợi tơ của vũ trụ rất mờ nhạt đến nỗi chúng hầu như không thể phân biệt được với bầu trời trống rỗng. Vì vậy, làm thế nào mà các nhà nghiên cứu quản lý để dỗ các tính năng này ra khỏi bóng tối? Bằng cách sử dụng các thiên hà trong web "như đèn pin vũ trụ", Hamden viết.
Sử dụng một thiết bị gọi là Máy thám hiểm quang phổ đa đơn vị trên Kính viễn vọng rất lớn của Đài thiên văn Nam châu Âu, các nhà nghiên cứu đã phóng to một cụm thiên hà cổ đại nằm trong chòm sao Bảo Bình, được biết đến là cực kỳ rộng lớn và cực kỳ cũ. Ánh sáng từ các ngôi sao mới sinh và các lỗ đen vỡ vụn chiếu sáng mờ nhạt những luồng khí hydro xoáy vào và giữa các thiên hà này, cho phép các nhà nghiên cứu lập bản đồ mơ hồ về các sợi tơ của vũ trụ ở đó.
Các quan sát cho thấy hai đường cao tốc song song của hydro nối các điểm thiên hà trong hàng triệu năm ánh sáng, được bắc cầu bằng một luồng khí thứ ba nối chúng theo đường chéo giống như một đường dốc vũ trụ. Đúng như mô hình vũ trụ học, các sợi khí dường như trực tiếp nuôi sống các thiên hà hình thành sao hoạt động mạnh nhất trên lưới điện, bơm hydro ngay vào nhà của mặt trời mới sinh và các hố đen đói.
Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng thuyết phục nhất cho thấy web vũ trụ tồn tại, đúng như mô hình dự đoán, Hamden viết. Tuy nhiên, nghiên cứu về các cấu trúc quá mờ nhạt và xa có những hạn chế rõ ràng. Đối với một người, hầu như không thể biết được các cạnh của mỗi dây tóc hydro kết thúc và không gian trống bắt đầu từ đâu, điều này cho phép các nhà nghiên cứu khác nhau xác định ranh giới của các sợi khác nhau, có khả năng dẫn đến các hình ảnh khác nhau của các cấu trúc. Ngoài ra, các kính viễn vọng trên mặt đất có thể phát hiện các sợi tơ từ các cụm thiên hà cổ đại xa xôi nhất, phát ra ánh sáng đủ để tiết lộ cách thức mạng vũ trụ xuất hiện ngay sau Vụ nổ lớn.
Một kính viễn vọng UV dựa trên không gian có thể mở ra cánh cửa để nghiên cứu cách web kết nối với các thiên hà trẻ hơn, mờ hơn, nhưng việc triển khai một công cụ như vậy sẽ khó khăn và tốn kém, Hamden viết. Cuối cùng, nghiên cứu mới này không đưa các nhà thám hiểm Trái đất đến gần hơn với thế giới cổ đại và bí ẩn trên vũ trụ - nhưng nó nhắc nhở chúng ta rằng chúng ta có thể kết nối với chúng nhiều hơn chúng ta nghĩ.
