Các thiên hà cổ đại, đồ sộ ám ảnh các vùng đất bụi của vũ trụ chúng ta đang ẩn nấp, vô hình trước mắt của Kính viễn vọng Không gian Hubble nổi tiếng. Nhưng bây giờ, các nhà thiên văn học sàng lọc thông qua dữ liệu hồng ngoại đã phát hiện ra 39 trong số chúng - ẩn nấp ở những nơi xa lạ từ vũ trụ sơ khai, nơi (và khi nào) bầu trời đêm sẽ trông rất khác với chính chúng ta.
Nếu bạn tiếp cận một trong những thiên hà lâu đời này khi ở trong tàu vũ trụ, có lẽ bạn sẽ ít nhất có thể nhận ra: những ngôi sao bạn có thể nhìn thấy bằng mắt thường, bụi xoáy, một lỗ đen lớn ở trung tâm. Và nếu bạn bằng cách nào đó xuất hiện ở đó ngày hôm nay, nó có thể trông khá khác so với cách đây hơn 11 tỷ năm, trong lịch sử ban đầu của vũ trụ chúng ta. Nhưng ánh sáng tới Trái đất vào năm 2019 từ những thiên hà to lớn, xa xôi này đã phải đi xa đến mức hàng tỷ năm tuổi, cho chúng ta thấy phần nào của vũ trụ trông như thế nào trong 2 tỷ năm tồn tại đầu tiên của nó. Và ánh sáng bị thay đổi đến mức Hubble - được chế tạo để nhìn thấy dưới ánh sáng cực tím, có thể nhìn thấy và gần hồng ngoại - hoàn toàn không thể nhìn thấy nó.
Đó là bởi vì những thiên hà xa xôi này, giống như hầu hết những thứ ở xa trong vũ trụ của chúng ta, đang tăng tốc ra khỏi chúng ta - hậu quả của năng lượng tối thúc đẩy sự mở rộng không gian. Như Live Science đã báo cáo trước đây, ánh sáng từ các vật thể tăng tốc ra khỏi chúng ta bị kéo dài thành các bước sóng dài hơn, đỏ hơn. Và các thiên hà siêu mạnh này đang tăng tốc rất nhanh, theo các nhà nghiên cứu phát hiện ra chúng, rằng tia cực tím và ánh sáng khả kiến mà chúng phát ra đã chuyển hoàn toàn sang dải bước sóng "dưới cỡ" mà ngay cả Hubble cũng không thể phát hiện được.
Do đó, các nhà nghiên cứu đã viết trong một bài báo xuất bản ngày 7 tháng 8 trên tạp chí Nature, hầu hết các nhà thiên văn học tập trung vào 2 tỷ năm đầu tiên của vũ trụ đã kết thúc việc nghiên cứu các quả cầu kỳ lạ: dù sao cũng rất bất động. Trái đất mà Hubble có thể nhìn thấy chúng. Nhưng những thiên hà không di chuyển này có lẽ không phải là chuẩn mực.
"Điều này đặt ra câu hỏi về sự phong phú thực sự của các thiên hà khổng lồ và mật độ tỷ lệ hình thành sao trong Vũ trụ sơ khai", các nhà nghiên cứu viết. Nói cách khác, lúc đó có bao nhiêu thiên hà thực sự ở xung quanh và chúng tạo ra những ngôi sao nhanh như thế nào?
Các nhà thiên văn học trong quá khứ đã phát hiện ra các thiên hà khổng lồ từ quá khứ sâu thẳm, các nhà nghiên cứu viết, cũng như các thiên hà nhỏ hơn có xu hướng bị che phủ trong bụi. Nhưng đối với công trình này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một loạt các kính viễn vọng nhạy cảm với chu vi để phát hiện 39 thiên hà cổ đại chưa từng thấy trước đây.
"Thật khó để thuyết phục các đồng nghiệp của chúng ta, những thiên hà này đã cũ như chúng ta nghi ngờ. Chúng là những nghi ngờ ban đầu về sự tồn tại của chúng đến từ dữ liệu hồng ngoại của Kính viễn vọng Không gian Spitzer", Tao Wang, tác giả chính của bài báo và nhà thiên văn học tại Đại học Tokyo, cho biết trong một tuyên bố. "Nhưng có đôi mắt sắc bén và tiết lộ chi tiết ở bước sóng dưới cỡ, bước sóng tốt nhất để nhìn xuyên qua bụi có trong vũ trụ sơ khai. Mặc dù vậy, nó đã lấy thêm dữ liệu từ Kính viễn vọng Rất lớn có tên tưởng tượng ở Chile để chứng minh rằng chúng ta đang nhìn thấy các thiên hà khổng lồ cổ đại nơi chưa từng thấy trước đây. "
Và những phát hiện này rất có ý nghĩa đối với các mô hình vũ trụ sơ khai và để giải thích cách thức vũ trụ hiện đại của chúng ta tồn tại.
Các nhà nghiên cứu viết trong bài báo: "Các thiên hà khổng lồ và bụi bặm trong vũ trụ sơ khai rất thách thức sự hiểu biết của chúng ta về sự hình thành thiên hà khổng lồ".
Một số mô hình hiện có khác nhau dự đoán mật độ các loại thiên hà này thấp hơn nhiều, mặc dù các nhà nghiên cứu từ lâu đã nghi ngờ một số thiên hà sẽ ở ngoài đó. Với phát hiện mới này, các nhà khoa học phải quay lại và tinh chỉnh các mô hình của họ để tính đến tập dữ liệu mới này của những thứ chưa từng thấy trước đây.
Các thiên hà này, các nhà nghiên cứu đã viết, có khả năng là một phần của nhóm đã tạo ra các thiên hà lớn hiện đại. Nhưng chúng có nhiều bụi hơn và dày đặc hơn nhiều so với thiên hà Milky Way.
"Bầu trời đêm sẽ có vẻ hùng vĩ hơn nhiều. Mật độ sao lớn hơn đồng nghĩa với việc sẽ có nhiều ngôi sao ở gần hơn bằng cách xuất hiện lớn hơn và sáng hơn", Wang nói trong tuyên bố. "Nhưng ngược lại, lượng bụi lớn có nghĩa là những ngôi sao ở xa sẽ ít nhìn thấy hơn, do đó, hậu cảnh của những ngôi sao gần sáng này có thể là một khoảng trống tối tăm rộng lớn."
