Kể từ khi được ra mắt lần đầu tiên vào năm 1990, Kính thiên văn vũ trụ Hubble đã cung cấp cho mọi người trên khắp thế giới những góc nhìn ngoạn mục về Vũ trụ. Sử dụng bộ công cụ công nghệ cao của mình, Hubble đã giúp giải quyết một số vấn đề tồn tại lâu dài trong thiên văn học, và giúp đưa ra những câu hỏi mới. Và luôn luôn, các nhà khai thác của nó đã đẩy nó đến giới hạn, hy vọng sẽ nhìn xa hơn và xa hơn về phía xa hơn và xem những gì mà Lừa ẩn ở đó.
Và như NASA đã công bố với một thông cáo báo chí gần đây, sử dụng HST, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế vừa phá vỡ kỷ lục khoảng cách vũ trụ bằng cách đo thiên hà xa nhất từng thấy trong vũ trụ. Làm như vậy, họ không chỉ nhìn sâu hơn vào vũ trụ hơn bao giờ hết, mà còn nhìn sâu hơn vào nó. Và những gì họ đã thấy có thể cho chúng ta biết nhiều về Vũ trụ sơ khai và sự hình thành của nó.
Do ảnh hưởng của thuyết tương đối đặc biệt, các nhà thiên văn học biết rằng khi họ đang xem các vật thể trong không gian sâu thẳm, họ đang nhìn thấy chúng như hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ năm trước. Ergo, một vật thể nằm cách xa 13,4 tỷ năm ánh sáng sẽ xuất hiện với chúng ta như cách đây 13,4 tỷ năm, khi ánh sáng đầu tiên bắt đầu thực hiện chuyến đi đến góc nhỏ của Vũ trụ.
Đây chính xác là những gì mà nhóm các nhà thiên văn học đã chứng kiến khi họ nhìn chằm chằm vào GN-z11, một thiên hà xa xôi nằm ở hướng của chòm sao Ursa Major. Với một thiên hà này, nhóm các nhà thiên văn học - bao gồm các nhà khoa học từ Đại học Yale, Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STScI) và Đại học California - đã có thể thấy một thiên hà trong Vũ trụ của chúng ta trông như thế nào chỉ sau 400 triệu năm sau Vụ nổ lớn.
Trước đó, thiên hà xa xôi nhất từng được các nhà thiên văn học nhìn thấy nằm cách xa 13,2 tỷ năm ánh sáng. Sử dụng các kỹ thuật quang phổ tương tự, nhóm Hubble đã xác nhận rằng GN-z11 ở cách xa hơn 200 triệu năm ánh sáng. Đây là một bất ngờ lớn, vì nó đã đưa các nhà thiên văn học vào một khu vực của Vũ trụ được cho là không thể truy cập bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble.
Trên thực tế, các nhà thiên văn học đã không nghi ngờ rằng họ có thể thăm dò sâu vào không gian và thời gian mà không cần sử dụng Spitzer hoặc cho đến khi triển khai Kính viễn vọng Không gian James Webb - dự kiến ra mắt vào tháng 10 năm 2018. Như Pascal Oesch của Đại học Yale, điều tra viên chính của nghiên cứu, giải thích:
Chúng tôi đã từng có một bước lùi lớn về thời gian, vượt xa những gì chúng tôi mong đợi có thể làm được với Hubble. Chúng ta thấy GN-z11 tại thời điểm vũ trụ chỉ bằng ba phần trăm so với tuổi hiện tại của nó. Hubble và Spitzer đã tiếp cận lãnh thổ Webb.
Ngoài ra, những phát hiện cũng có một số hàm ý cho các ước tính khoảng cách trước đó. Trước đây, các nhà thiên văn học đã ước tính khoảng cách của GN-z11 bằng cách dựa vào các kỹ thuật hình ảnh màu của Hubble và Spitzer. Lần này, họ đã dựa vào Máy ảnh trường rộng Hubble 3 để lần đầu tiên đo quang phổ các thiên hà dịch chuyển đỏ. Khi làm như vậy, họ đã xác định rằng GN-z11 cách xa hơn họ nghĩ, điều đó có nghĩa là một số thiên hà đặc biệt sáng chói mà cách xa đã được đo bằng Hubble cũng có thể ở xa hơn.
Kết quả cũng tiết lộ những manh mối mới đáng ngạc nhiên về bản chất của vũ trụ từ rất sớm. Để bắt đầu, hình ảnh Hubble (kết hợp với dữ liệu từ Spitzer) cho thấy GN-z11 nhỏ hơn 25 lần so với Dải Ngân hà ngày nay và chỉ bằng một phần trăm khối lượng thiên hà của chúng ta trong các ngôi sao. Đồng thời, nó đang hình thành các ngôi sao với tốc độ lớn gấp 20 lần so với thiên hà của chúng ta.
Như Garth Illingworth - một trong những nhóm nghiên cứu điều tra từ Đại học California, Santa Cruz - giải thích:
Một điều đáng kinh ngạc là một thiên hà khổng lồ tồn tại chỉ 200 triệu đến 300 triệu năm sau khi những ngôi sao đầu tiên bắt đầu hình thành. Nó cần sự tăng trưởng thực sự nhanh chóng, tạo ra những ngôi sao với tốc độ rất lớn, để hình thành nên một thiên hà có khối lượng mặt trời rất lớn. Kỷ lục mới này có thể sẽ tồn tại cho đến khi ra mắt Kính viễn vọng Không gian James Webb.
Cuối cùng, nhưng không kém phần quan trọng, họ cung cấp một manh mối trêu ngươi về những nhiệm vụ trong tương lai - như Kính viễn vọng Không gian James Webb - sẽ tìm thấy. Sau khi được triển khai, các nhà thiên văn học có thể sẽ nhìn xa hơn vào không gian và xa hơn về quá khứ. Với mỗi bước, chúng ta sẽ tiếp tục xem các thiên hà đầu tiên hình thành trong Vũ trụ của chúng ta trông như thế nào.
