Sử dụng công cụ mới nhất của Hubble, Máy quang phổ nguồn gốc vũ trụ (COS), các nhà nghiên cứu đã đóng đinh và nâng cao hiểu biết của chúng ta về sự tái tạo helium trong Vũ trụ sơ khai, làm rõ khung thời gian từ 11,7 đến 11,3 tỷ năm trước khi vũ trụ tước electron khỏi nguyên thủy nguyên tử heli. Các nhà khoa học của Hubble nói rằng nó tương đương với sự nóng lên toàn cầu, ngoại trừ một đợt nắng nóng thổi qua toàn bộ vũ trụ thời kỳ đầu, ngăn cản sự phát triển của các thiên hà nhỏ trong gần 500 triệu năm.
Vũ trụ đã trải qua một đợt nắng nóng ban đầu hơn 13 tỷ năm trước khi năng lượng từ những ngôi sao khổng lồ ban đầu bị ion hóa hydro liên sao lạnh từ Vụ nổ lớn. Kỷ nguyên này thực sự được gọi là tái tạo bởi vì các hạt nhân hydro ban đầu ở trạng thái ion hóa ngay sau khi bắt đầu vũ trụ.
Phải mất thêm 2 tỷ năm trước khi vũ trụ tạo ra các nguồn bức xạ cực tím có đủ năng lượng để tái tạo helium được tạo ra trong Vụ nổ lớn, làm nóng khí liên ngân hà và ức chế nó khỏi sự sụp đổ hấp dẫn để hình thành các thế hệ sao mới trong một số thiên hà nhỏ. Các thiên hà có khối lượng thấp nhất thậm chí không thể giữ được khí của chúng và nó đã thoát trở lại vào không gian liên thiên hà.
Bức xạ này không phải đến từ các ngôi sao, mà là từ các quasar, lõi rực rỡ của các thiên hà hoạt động. Trong thực tế kỷ nguyên khi helium được tái tạo tương ứng với một thời gian nhất thời trong lịch sử vũ trụ khi các quasar là phong phú nhất.
Michael Shull thuộc Đại học Colorado và nhóm của ông đã có thể tìm thấy các vạch hấp thụ quang phổ helium trong ánh sáng cực tím từ một quasar. Đèn hiệu quasar chiếu ánh sáng qua các đám mây khí vô hình khác, giống như một đèn pha chiếu xuyên qua sương mù. Chùm tia cho phép thăm dò mẫu lõi của các đám mây khí xen kẽ giữa các thiên hà trong vũ trụ sơ khai.
Đó là một thời gian khàn khàn. Các thiên hà thường xuyên va chạm, và các lỗ đen siêu lớn này đã khắc sâu trong lõi của các thiên hà với khí gas không thể khắc phục được. Các lỗ đen đã chuyển đổi mạnh mẽ một phần năng lượng hấp dẫn của khối này thành bức xạ cực tím cực mạnh sẽ phát ra từ các thiên hà. Điều này làm nóng helium liên thiên hà từ 18.000 độ F đến gần 40.000 độ. Sau khi helium được tái sinh trong vũ trụ, khí liên ngân hà lại nguội đi và các thiên hà lùn có thể tiếp tục lắp ráp bình thường.
Tôi tưởng tượng khá nhiều thiên hà lùn hơn có thể đã hình thành nếu quá trình tái tạo helium không diễn ra, ông Shull nói.
Cho đến nay, Shull và nhóm của ông chỉ có một tầm nhìn để đo sự chuyển đổi helium, nhưng nhóm khoa học COS có kế hoạch sử dụng Hubble để tìm kiếm các hướng khác để xem liệu quá trình tái tạo helium diễn ra đồng đều trong vũ trụ.
Kết quả của nhóm nghiên cứu khoa học sẽ được công bố trong số ra ngày 20 tháng 10 của Tạp chí Vật lý thiên văn.
Nguồn: HubbleSite
