Các nhà khoa học hy vọng sẽ gặp phải rất nhiều điều kỳ lạ trong các rãnh tối của vũ trụ: Bão tố vật chất tối, tinh vân đầu lâu la hét và các thiên hà ăn thịt người đang nuốt chửng nhau, tất cả đều ngang tầm với vũ trụ kỳ quái của chúng ta.
Tuy nhiên, một điều mà các nhà nghiên cứu thường không mong muốn tìm thấy là bất động sản chưa phát triển.
Gần đây, lần thứ ba, các nhà thiên văn học làm việc tại W.M. Đài thiên văn Keck trên núi lửa Mauna Kea không hoạt động của Hawaii nghĩ rằng họ đã xác định được một đám mây khí khổng lồ, giữa các vì sao dường như vẫn chưa bị ảnh hưởng trong suốt hàng tỷ năm phát triển của vũ trụ. Theo một nghiên cứu sắp tới trên tạp chí Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia, đám mây - được dán nhãn LLS1723 - cho thấy không có dấu vết có thể nhìn thấy của bất kỳ nguyên tố nào nặng hơn hydro, nguyên tố nhẹ nhất và là thứ đầu tiên được cho là thấm vào vũ trụ chỉ sau khoảnh khắc Vụ nổ lớn.
"Ở mọi nơi chúng ta nhìn thấy, khí trong vũ trụ bị ô nhiễm bởi các yếu tố nặng nề từ các ngôi sao nổ tung", tác giả nghiên cứu chính Fred Robert, một tiến sĩ. sinh viên tại Đại học Công nghệ Swinburne ở Úc, cho biết trong một tuyên bố. "Nhưng đám mây đặc biệt này có vẻ nguyên sơ, không bị ô nhiễm bởi các ngôi sao thậm chí 1,5 tỷ năm sau Vụ nổ lớn".
Những ngôi sao đầu tiên của vũ trụ được hình thành từ hydro và helium đơn độc; Mọi yếu tố khác trên bảng tuần hoàn đều xuất phát từ phản ứng nhiệt hạch bên trong các ngôi sao và phân tán vào không gian khi những ngôi sao đó phát nổ dưới dạng siêu tân tinh. Tại sao một đám mây đơn, có vẻ như không bị gánh nặng bởi các yếu tố nặng hơn được thấy ở hầu hết mọi nơi khác trong vũ trụ vẫn còn là một bí ẩn. Nhưng đối với Robert và các đồng nghiệp của mình, lời giải thích "hấp dẫn nhất" là đám mây là viên nang thời gian hiếm hoi trong những phút đầu tiên của vũ trụ, được bảo tồn từ thời trước khi các nguyên tử hydro và heli cổ đại tạo ra các ngôi sao đầu tiên của vũ trụ và sau đó, phần còn lại của các yếu tố trong bảng tuần hoàn chúng ta biết ngày nay.
Săn những không gian trống vắng nhất
Phát hiện của nhóm chỉ đánh dấu đám mây khí vũ trụ thứ ba được cho là hoàn toàn không được xử lý bởi các ngôi sao, (nghĩa là, mọi nguyên tố đều nặng hơn helium).
Hai trong số những bí ẩn đầu tiên được phát hiện vào năm 2011 bởi nhà thiên văn học Michele Fumagalli và các đồng nghiệp, cũng sử dụng kính viễn vọng trên đỉnh của Đài quan sát Keck. Theo bài báo tiếp theo của nhóm đó (xuất bản năm 2011 trên tạp chí Science), hai đám mây có thể là kết quả của những cách kỳ lạ và không nhất quán mà kim loại chảy qua không gian giữa các vì sao và "chỉ có thể là phần nổi của tảng băng trôi" dân số lớn hơn của không gian không có giới hạn giữa các thiên hà.
Robert và các đồng nghiệp của ông đã bị thu hút bởi những phát hiện này và sớm bắt tay vào một nhiệm vụ thăm dò vũ trụ một cách có hệ thống để tìm dấu hiệu của những đám mây hydro nguyên sơ hơn. Sử dụng kính viễn vọng quang học của Đài thiên văn Keck (được cho là một trong những thế lực mạnh nhất trên thế giới), nhóm nghiên cứu đã nhắm vào các quasar - những vật thể cực kỳ sáng tạo thành khi các hạt bụi và khí bị hút vào các lỗ đen siêu lớn với tốc độ gần bằng ánh sáng. Nhóm nghiên cứu đã chọn ra 10 quasar đã biết trước đây được cho thấy ẩn sau những đám mây bụi kim loại thấp, giống như những đám mây mà Fumagalli và các đồng nghiệp đã xác định được vào năm 2011.
Sử dụng các quasar này làm đèn nền vũ trụ để chiếu sáng bóng tối ở phía trước chúng, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu các bước sóng chính xác của ánh sáng phát ra qua từng đám mây mục tiêu. Họ phát hiện ra rằng chỉ có một đám mây (bạn của chúng tôi, LLS1723) cho thấy không có dấu vết rõ ràng của bất kỳ nguyên tố nào ngoài hydro.
"Các đám mây rõ ràng không có kim loại như LLS1723 có thể hoàn toàn nguyên sơ, khí liên thiên hà - dấu tích còn sót lại của vũ trụ sơ khai chưa bao giờ bị ô nhiễm bởi các mảnh vụn của sao", các tác giả kết luận trong nghiên cứu của họ.
Thành công của nhóm cung cấp thêm bằng chứng cho thấy vũ trụ có thể chứa đầy các không gian không có kim loại lặp lại những khoảnh khắc sớm nhất của vũ trụ - và bây giờ, các nhà nghiên cứu trong tương lai đã có một hệ thống đã được chứng minh để săn bắn và xác định chúng.
Tìm kiếm đó có thể là giá trị nó. Theo Robert và các đồng nghiệp của ông, hiểu được những đám mây như LLS1723 có thể tồn tại như thế nào khi không được xử lý bởi kim loại nặng trong một thời gian dài là một câu hỏi sẽ cần nghiên cứu thêm về khu vực vũ trụ gần đó của đám mây. Tìm kiếm và nghiên cứu các lô không gian hydro tinh khiết khác cũng có thể tiết lộ thông tin mới về cách các ngôi sao đầu tiên của vũ trụ hình thành từ môi trường không có kim loại. Nghịch lý thay, đây là một câu chuyện mà các nhà khoa học chỉ có thể hoàn thành bằng cách tìm thấy rất nhiều thứ.
