Theo dữ liệu từ kính viễn vọng Hubble và James Webb (JWST), nguồn gốc của các photon tự do trong buổi bình minh vũ trụ ban đầu là những thiên hà lùn nhỏ bùng phát sự sống, xua tan lớp sương mù hydro mờ đục bao phủ không gian liên thiên hà.
Chúng phát ra photon ion hóa, biến hydro trung hòa thành plasma, đóng vai trò quyết định trong thời kỳ tái ion hóa vũ trụ.
“Khám phá này nhấn mạnh vai trò đặc biệt của các thiên hà siêu mờ trong quá trình hình thành vũ trụ ban đầu,” nhà vật lý thiên văn Iryna Chemerynska, Viện Vật lý Thiên văn Paris cho biết.
Khi vũ trụ còn chìm trong bóng tối
Ngay sau vụ nổ Big Bang, vũ trụ ngập trong lớp plasma ion hóa nóng và đặc.
Ánh sáng không thể xuyên qua vì photon liên tục bị tán xạ bởi electron tự do, khiến vũ trụ chìm trong bóng tối.
Vụ nổ Big Bang mở ra hành trình tiến hóa của vũ trụ (Ảnh: Space).
Khoảng 300.000 năm sau vụ nổ, vũ trụ dần nguội đi, proton và electron kết hợp tạo thành hydro trung hòa (kèm một lượng nhỏ heli).
Lúc này ánh sáng có thể truyền qua môi trường trung hòa, song nguồn phát sáng vẫn rất hiếm, từ hydro và heli, những ngôi sao đầu tiên được hình thành.
Ánh sáng cực mạnh từ những ngôi sao đầu tiên đã tách electron ra khỏi nguyên tử hydro, biến khí trong không gian thành plasma và làm vũ trụ trở nên trong suốt để ánh sáng có thể lan tỏa.
Khoảng 1 tỷ năm sau, giai đoạn “bình minh vũ trụ” kết thúc, toàn bộ ánh sáng trong vũ trụ chính thức được thắp lên.
Vai trò bất ngờ của những thiên hà lùn
Việc quan sát giai đoạn này vốn rất khó khăn do khoảng cách xa xôi, ánh sáng mờ nhạt và bị che phủ bởi khí mù.
Trước đây, các nhà khoa học cho rằng các hố đen siêu lớn hay những thiên hà khổng lồ bùng nổ hình thành sao mới là nguồn năng lượng chính.
JWST được thiết kế để nhìn sâu vào thời kỳ bình minh vũ trụ, phát hiện chính các thiên hà lùn là nhân tố chủ chốt.
Một nhóm nghiên cứu quốc tế do nhà vật lý thiên văn Hakim Atek, Viện Vật lý Thiên văn Paris dẫn đầu đã phân tích dữ liệu từ cụm thiên hà Abell 2744, kết hợp với Hubble.
Ước tính có khoảng 50.000 nguồn phát ánh sáng cận hồng ngoại được thể hiện trong trường quan sát của cụm Abell 2744 (Ảnh: NASA).
Cụm thiên hà này có mật độ cao đến mức bẻ cong không, thời gian, tạo hiệu ứng thấu kính vũ trụ, giúp phóng đại ánh sáng từ các thiên hà xa xôi.
Nhờ đó, các nhà khoa học quan sát được những thiên hà lùn ở rất gần thời kỳ "bình minh vũ trụ".
Kết quả cho thấy, không chỉ là loại hình thiên hà phổ biến nhất, các thiên hà lùn còn sáng hơn nhiều so với dự đoán.
Thậm chí, số lượng thiên hà lùn nhiều hơn thiên hà lớn gấp 100 lần và tổng lượng bức xạ ion hóa mà chúng phát ra cao gấp 4 lần so với lượng bức xạ thường được cho là của các thiên hà lớn
“Chúng thực sự là những ‘nhà máy năng lượng vũ trụ’, phát ra bức xạ để tái ion hóa toàn bộ vũ trụ", Atek nhấn mạnh.
Những thiên hà có khối lượng thấp này lại là nguồn sản sinh ra rất nhiều bức xạ năng lượng, ảnh hưởng của chúng có thể làm thay đổi toàn bộ trạng thái của vũ trụ.
Nguồn: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/anh-sang-xuat-hien-tu-dau-khi-vu-tru-chim-trong-bong-toi-20251006074930452.htm
Bình luận (0)