Spitzer phát hiện các cụm thiên hà liên kết trở lại khi vũ trụ khoảng 4,6 tỷ năm tuổi. Tín dụng hình ảnh: NASA Bấm để phóng to
Kính viễn vọng không gian NASA Spitzer của NASA gần đây đã xuất hiện các cụm thiên hà nằm cách Trái đất 7-9 tỷ năm ánh sáng. Các cụm thiên hà là một số cấu trúc lớn nhất trong Vũ trụ, bao gồm hàng ngàn thiên hà và hàng nghìn tỷ ngôi sao. Khám phá này cung cấp cho các nhà thiên văn học nhiều bằng chứng hơn về những loại cấu trúc tồn tại trong Vũ trụ sơ khai.
Các nhà thiên văn học sử dụng Kính viễn vọng Không gian NASA Spitzer của NASA đã tiến hành một cuộc thám hiểm vũ trụ để tìm kiếm một loài thiên hà quý hiếm. Mẫu vật của chúng - các cụm thiên hà trong vũ trụ rất xa - rất ít và nằm giữa, và hầu như chưa từng được phát hiện ngoài khoảng cách 7 tỷ năm ánh sáng từ Trái đất.
Để tìm các cụm, nhóm nghiên cứu đã sàng lọc cẩn thận thông qua các hình ảnh hồng ngoại của Spitzer và các danh mục trên mặt đất; ước tính khoảng cách thô dựa trên các thiên hà cụm sao Màu sắc; và xác minh các nghi ngờ bằng cách sử dụng một thiết bị quang phổ tại W.M. Đài thiên văn Keck ở Hawaii.
Cuối cùng, đoàn thám hiểm đã dẫn đến một thiên hà khá lớn - cụm thiên hà xa xôi nhất từng thấy, nằm cách xa 9 tỷ năm ánh sáng. Điều này có nghĩa là cụm sống trong một kỷ nguyên khi vũ trụ chỉ mới 4,5 tỷ năm tuổi. Vũ trụ được cho là 13,7 tỷ năm tuổi.
Phát hiện ra một cụm thiên hà cách xa 9 tỷ năm ánh sáng là rất thú vị, theo chuyên gia nghiên cứu, trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Peter Eisenhardt thuộc Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của NASA. Càng kéo nó thật tuyệt vời khi kính viễn vọng 85 cm của Spitzer có thể nhìn thấy thời gian 9 tỷ năm trước.
Sử dụng các phương pháp tương tự, các nhà thiên văn học cũng tìm thấy ba cụm khác sống cách xa 7 đến 9 tỷ năm ánh sáng.
Nhà nghiên cứu đồng điều tra, Tiến sĩ Mark Brodwin, cũng của JPL, cho biết, Sp Spitzer là một công cụ tuyệt vời để phát hiện các cụm thiên hà rất xa vì chúng rất nổi bật trong vùng hồng ngoại. Bạn có thể nghĩ về các cuộc khảo sát cụm thiên hà xa xôi này như một trò chơi của ‘Trường hợp của Wald Waldo?
Tuy nhiên, trong dữ liệu của Spitzer, nó như thể Waldo đang đội một chiếc mũ neon sáng màu và có thể dễ dàng được đưa ra khỏi đám đông, theo Bro Browin.
Các cụm thiên hà là cấu trúc liên kết hấp dẫn lớn nhất trong vũ trụ. Một cụm điển hình có thể chứa hàng ngàn thiên hà và hàng nghìn tỷ ngôi sao. Do kích thước và khối lượng khổng lồ của chúng, chúng tương đối hiếm. Ví dụ, nếu Trái đất đại diện cho toàn bộ vũ trụ, thì các quốc gia sẽ tương đương với các thiên hà và các lục địa sẽ là các cụm thiên hà.
Các cụm thiên hà phát triển như những quả cầu tuyết, thu nhận các thiên hà mới từ các tương tác hấp dẫn trong hàng tỷ năm. Vì lý do này, các thành viên trong nhóm nói rằng những người khổng lồ này thậm chí còn hiếm hơn trong vũ trụ rất xa.
Mục tiêu cuối cùng của nghiên cứu này là tìm ra khi các thiên hà trong cụm này và các cụm xa khác hình thành, tiến sĩ đồng điều tra, Tiến sĩ Adam Stanford, thuộc Đại học California tại Davis cho biết. Stanford là tác giả chính của một bài báo về phát hiện cụm thiên hà xa xôi nhất, được xuất bản trong số tháng 12 năm 2005 của Tạp chí Vật lý thiên văn.
Đây là lần thứ hai Eisenhardt và Stanford phá vỡ kỷ lục chụp được cụm thiên hà xa xôi nhất. Cả hai đều nói rằng họ vô tình phá vỡ kỷ lục vào năm 1997 khi họ phát hiện một cụm nằm cách đó 8,7 tỷ năm ánh sáng. Phát hiện này được thực hiện bằng một cuộc khảo sát sâu về một mảng trời 0,03 độ, hoặc một khu vực nhỏ hơn đáng kể so với hạt đậu được giữ ở độ dài cánh tay, trong 30 đêm tại Đài quan sát quốc gia Kitt Peak ở Arizona.
Stanford Chúng tôi đã may mắn vào năm 1997 bởi vì chúng tôi đã tìm kiếm các cụm thiên hà và tìm thấy một cụm từ xa nhất từng được phát hiện trên một mảnh trời rất nhỏ, Stanford nói. Vì các cụm thiên hà rất lớn và hiếm, bạn thường cần khảo sát sâu một vùng trời rộng lớn để tìm thấy chúng.
Với độ nhạy hồng ngoại tuyệt vời của Spitzer, chúng tôi đã khảo sát sâu hơn trong 90 giây so với số giờ tiếp xúc trong các quan sát năm 1997 và chúng tôi đã sử dụng lợi thế này để khảo sát một khu vực lớn hơn 300 lần, Eisenhardt nói thêm.
Cụm 9 tỷ năm tuổi này chỉ là một trong số 25 nhóm được chụp trên safari Spitzer của họ. Họ hiện đang chuẩn bị cho nhiều quan sát hơn vào mùa xuân này tại W.M. Đài quan sát Keck để xác nhận khoảng cách của các cụm thiên hà bổ sung từ mẫu của chúng. Theo Eisenhardt, một số cụm đang chờ xác nhận có thể còn xa hơn cả người giữ kỷ lục hiện tại.
Nguồn gốc: Kính thiên văn vũ trụ Spitzer
