Nếu bạn nghĩ rằng bức ảnh thiên hà Hubble Deep Field là thứ đáng kinh ngạc nhất mà bạn từng thấy, hãy đợi cho đến khi bạn đặt mắt lên bản đồ hồng ngoại nhạy cảm nhất của Vũ trụ xa xôi từng chụp. Trong ba năm qua, các nhà thiên văn học Vương quốc Anh đã tổng hợp dữ liệu từ Kính viễn vọng hồng ngoại Vương quốc Anh (UKIRT) ở Hawaii và kết quả của họ không có gì đáng kinh ngạc.
Hôm nay, Tiến sĩ Sebastien Foucaud từ Đại học Nottingham đã trình bày kết quả đầu tiên của mình trước Hội nghị Thiên văn học Quốc gia ngày 4 tháng 4 của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. Những kết quả này chỉ là một phần của Khảo sát siêu sâu (UDS) - một hình ảnh chứa hơn 100.000 thiên hà trên diện tích gấp bốn lần Mặt trăng đầy đủ - và nhìn vào sự hình thành của các thiên hà xa nhất từng được chứng kiến.
Kính viễn vọng hồng ngoại Anh (UKIRT) dài 3,8 mét (12,5 feet) trở thành cỗ máy thời gian khi kính viễn vọng lớn nhất thế giới chỉ dành riêng cho thiên văn học hồng ngoại bắt đầu Khảo sát bầu trời sâu vào năm 2005. Ngay cả bây giờ, hình ảnh UDS chỉ là một yếu tố của dự án năm phần. Do những hạn chế của tốc độ ánh sáng, những quan sát này cho phép các nhà thiên văn học thực sự nhìn lại 10 tỷ năm theo thời gian. Những hình ảnh mà UKIRT tạo ra nhìn thấy Vũ trụ của chúng ta ở thời kỳ xa xôi và các thiên hà hình thành từ ngày trở lại nơi chúng ta tin rằng sự mở rộng bắt đầu. Hình ảnh quá lớn và sâu đến mức lần đầu tiên hàng ngàn thiên hà có thể được nghiên cứu tại các thời đại đầu tiên này. Thông qua tiến bộ công nghệ của hình ảnh hồng ngoại, các nhà thiên văn học giờ đây có thể quay ngược thời gian, vì ánh sáng từ các thiên hà xa nhất bị chuyển sang các bước sóng đỏ hơn khi nó đi qua Vũ trụ đang giãn nở.
Tiến sĩ tôi sẽ so sánh những quan sát này với các lõi băng được khoan sâu vào Nam Cực, tiến sĩ Foucaud nói. Ngay khi chúng cho phép chúng ta quay ngược thời gian, hình ảnh cực sâu của chúng ta cho phép chúng ta nhìn lại và quan sát các thiên hà đang phát triển ở các giai đoạn khác nhau trong lịch sử vũ trụ, tất cả chỉ sau 1 tỷ năm sau Big Bang.
Một trong những mục tiêu của dự án là tìm hiểu khoa học sâu hơn về khung thời gian trong đó các thiên hà khổng lồ, hiếm hoi hình thành trong Vũ trụ xa xôi. Đó là một câu đố mà vẫn chưa giải quyết được. Tiến sĩ Foucaud nói: Từ ngữ Chúng ta thấy các thiên hà có khối lượng gấp 10 lần khối Ngân hà đã có tại thời điểm rất sớm. Bây giờ, lần đầu tiên, chúng tôi đang lấy mẫu một khối lượng đủ lớn của Vũ trụ xa xôi để có thể nhìn thấy chúng với số lượng đủ và thực sự chốt hạ khi chúng được hình thành.
Khảo sát siêu sâu UKIDSS, theo thời gian, sẽ cho chúng ta một cuộc điều tra dân số hoàn chỉnh về sự hình thành thiên hà trong vùng hồng ngoại. Cho đến nay, hơn một trăm ngàn thiên hà đã được phát hiện và hình ảnh cuối cùng sẽ lớn hơn 100 lần so với bất kỳ khảo sát tương đương nào cho đến nay. Việc xác định khoảng cách chính xác đến các thiên hà mờ rất khó khăn, đòi hỏi thời gian quang phổ kéo dài. Đối với các đối tượng mờ nhạt nhất trong khảo sát UDS, điều này thường là không thể. Thay vào đó, bằng cách sử dụng màu sắc quang học và hồng ngoại, các nhà thiên văn học rất có thể tách biệt các thiên hà xa xôi với các thiên hà ở gần và phân tách chúng thành các sao đang hình thành và các sao không. UKIDSS nhằm mục đích khám phá vật thể gần Mặt trời nhất (bên ngoài hệ mặt trời) cũng như một số vật thể xa nhất được biết đến trong Vũ trụ.
Liệu các hình ảnh khảo sát bầu trời siêu sâu làm sáng tỏ bí ẩn vũ trụ vĩ đại? Chỉ có thời gian - và khoảng cách - sẽ trả lời. Giáo sư Andy Lawrence, Điều tra viên Nguyên tắc của UKIDSS từ Đại học Edinburgh, cho biết khi chúng ta tiếp tục chụp ảnh trong vài năm tới, chúng ta sẽ thấy các thiên hà xa hơn bao giờ hết.
