Kính thiên văn Webb phát hiện vật thể mới trong vũ trụ sơ khai
Kính viễn vọng Không gian James Webb, hoạt động từ năm 2022, đã mang đến những góc nhìn chưa từng có về vũ trụ. Hình ảnh sắc nét của nó cho thấy một bước tiến đáng kể so với Kính viễn vọng Không gian Hubble, cho phép quan sát vũ trụ chi tiết hơn. Gần đây, một nghiên cứu trình bày những phát hiện mới đã được công bố trên máy chủ in sẵn arXiv.
Khả năng Webb này trở nên rõ ràng hơn khi phân tích cụm thiên hà MACS J0308.9+2645, một bản ghi ban đầu đến từ Hubble. Khu vực không gian giàu thiên hà và hiện tượng thấu kính hấp dẫn này trước đây đã tiết lộ các hệ sao được hình thành cách đây khoảng 13 tỷ năm, khi vũ trụ mới chỉ 1 tỷ năm tuổi. Những thiên hà như vậy xuất hiện dưới dạng “vòng hấp dẫn” bị biến dạng, với ánh sáng của chúng được khuếch đại bởi khối lượng của cụm. Tuy nhiên, những khám phá khác đang chờ được tiết lộ.
Trong nghiên cứu gần đây, nhà vật lý thiên văn Homer Dávila Gutierrez đã xác định được một vật thể mới có thể là cung hấp dẫn trong cùng cụm MACS J0308.9+2645.
Cùng chủ đề: Kính viễn vọng MeerKAT ghi lại kỷ lục phát xạ megalaser vũ trụ cách xa 8 tỷ năm ánh sáng
Gutierrez được biết đến là người sáng lập và giám đốc của SKYCR.ORG, một cổng thông tin tiếng Tây Ban Nha chuyên về thiên văn học và khám phá không gian. Ông cũng là công dân đầu tiên của Costa Rica được bầu làm thành viên của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia và Hiệp hội Thiên văn Châu Âu.
Nhà nghiên cứu đã xác nhận việc phát hiện ứng cử viên hồ quang, được gọi là A1, sau khi kiểm tra dữ liệu lịch sử từ Camera cận hồng ngoại (NIRCam) của Kính viễn vọng Không gian James Webb. Thông tin này được thu thập trong chiến dịch Quan sát chung 5293 của Webb.
Thấu kính hấp dẫn, một hiện tượng được tiên đoán bởi Thuyết tương đối rộng của Albert Einstein, xảy ra khi các vật thể có khối lượng làm cong không-thời gian. Ánh sáng khi đi qua trường hấp dẫn này sẽ bị biến dạng và khuếch đại. Trong nhiều năm, các nhà thiên văn học đã sử dụng những “thấu kính” tự nhiên này, được hình thành bởi các vật thể ở tiền cảnh, để hình dung các nguồn sáng mờ hơn và xa hơn.
Thiên hà được Gutierrez xác định có những đặc điểm nổi bật điển hình của hiệu ứng này, với hình dạng bị kéo dài và cong. Ông phát hiện ra vật thể A1 bằng cách xem xét 54 khu vực công cộng được NIRCam của JWST ghi lại, đánh giá 1.591 ứng cử viên tiềm năng. Trong số tất cả, chỉ có A1 được chứng minh là ứng cử viên nặng ký cho cung hấp dẫn, cho thấy khả năng tồn tại của nó trong giai đoạn đầu của vũ trụ.
Toàn bộ tin tức: Tin Mới Nhất (VI)
Theo giải thích của Gutierrez, ba yếu tố thiết yếu làm nên sự độc đáo của A1. Hình dạng của nó khá dài với tỷ lệ trục xấp xỉ 6,5 và sự sắp xếp tiếp tuyến chính xác của nó so với tâm của cụm, phù hợp với sự biến dạng do thấu kính hấp dẫn. Hơn nữa, độ sáng của nó khiến nó trở thành nguồn sáng nhất trong số các nguồn sáng dài trong khu vực, tạo điều kiện thuận lợi cho việc đo lường. Cuối cùng, A1 không có trong bất kỳ danh mục thấu kính hấp dẫn nào hiện có, chẳng hạn như SIMBAD, NED hoặc VizieR.
Thêm về chủ đề này: Kính thiên văn James Webb đo khối lượng của lỗ đen không hoạt động cách Trái đất 10 tỷ năm ánh sáng
Xem Thêm
Cựu võ sĩ Prichard Colón qua đời ở tuổi 33 sau nhiều thập kỷ trong tình trạng thực vật
Cuộc đấu giá toàn cầu trị giá 11,9 triệu USD làm nổi bật những đồng xu quý hiếm của Brazil trị giá lên tới 292 nghìn USD vào năm 2026
Volkswagen thu hồi hơn 150.000 xe do lỗi phanh đỗ
Nhà vật lý thiên văn báo cáo rằng, khi liên hệ với nhóm chịu trách nhiệm về chương trình GO-5293, người ta xác nhận rằng vật thể này không trùng lặp với các hệ thống khác đang được nghiên cứu. Ông nói: “Một nguồn thực, sáng, không được phân loại giống như vòng cung trong một cụm lớn được Planck lựa chọn là điều khiến cuộc điều tra trở nên thú vị”.
Bằng cách sử dụng công cụ trắc quang EAZY để phân tích nhiều băng tần, Gutierrez đã tính toán giá trị dịch chuyển đỏ của z ≈ 4,4. Dữ liệu này đặt A1 vào 1 tỷ năm đầu tiên tồn tại của vũ trụ. Một phân tích tiếp theo, sử dụng phương pháp do nhà vật lý thiên văn người Israel Ana Acebron phát triển vào năm 2018, đã áp đặt các giới hạn về khối lượng của cụm MACS J0308.9+2645, chỉ ra rằng vật thể A1 đã trải qua độ phóng đại gấp bảy lần.
Tìm hiểu thêm: Kính viễn vọng Nazionale Galileo tiết lộ Chữ thập của Einstein trong thiên hà hình elip
Với những điều chỉnh trắc quang được thực hiện, A1 cho thấy nó là một thiên hà có độ dịch chuyển đỏ xấp xỉ z ≈ 1,4, nghĩa là chúng ta đang quan sát xem nó trông như thế nào cách đây 9 tỷ năm. Vật thể này nằm phía sau cụm MACS J0308.9+2645, có độ dịch chuyển đỏ z = 0,356 và là một trong những vật thể có khối lượng lớn nhất từng được phát hiện. Ánh sáng từ A1 khi đi qua cụm sẽ chịu tác dụng của một thấu kính hấp dẫn đơn giản, dẫn đến hình ảnh bị kéo giãn và phóng đại một chút bởi lực hấp dẫn của cụm chứ không phải nhiều hình ảnh.
Gutierrez cho biết: “Vị trí ước tính của A1, cách trung tâm tia X của cụm khoảng 51 giây cung và độ giãn dài tiếp tuyến của nó phù hợp tốt với hình ảnh quan sát được”. Ông nói thêm rằng thử nghiệm cuối cùng, bao gồm mô hình thấu kính hấp dẫn cập nhật của cụm với dữ liệu JWST gần đây, vẫn đang được phát triển.
Nghiên cứu cũng chỉ ra sự hiện diện của một vật thể thứ hai có khả năng tương tự, được gọi là A2, có chung đặc điểm hình học với A1. Tuy nhiên, nguồn sáng này yếu hơn, nhỏ hơn, bị kéo dài hơn đáng kể và phép đo trắc quang của nó kém chính xác hơn. Khoảng cách dự kiến của A2 so với cụm trung tâm tương tự như A1.
Tìm hiểu thêm: Sao chổi liên sao 3I/ATLAS di chuyển với tốc độ 58 km/s và sẽ bị Sao Mộc thay đổi lộ trình
Gutierrez giải thích: “Tình huống này có liên quan vì vấn đề trắc quang đã ảnh hưởng đến ước tính ban đầu về độ dịch chuyển đỏ của A1 – trong đó các phép đo trong danh mục chỉ thu được một phần nhỏ ánh sáng từ một nguồn rộng – còn tác động đến nguồn kém sáng hơn như A2”. Ông coi bản chất và độ dịch chuyển đỏ của A2 là những điểm cần được làm rõ, trong khi chờ phân tích lại hiệu chỉnh tương tự áp dụng cho A1.
Kết quả thú vị nhất của những phát hiện này là dấu hiệu cho thấy vô số ứng cử viên thiên hà sơ khai khác có thể bị ẩn trong dữ liệu do Kính thiên văn Webb thu thập.
Gutierrez cho biết: “Bộ sưu tập công khai của Webb đang phát triển với tốc độ vượt quá khả năng phân tích của từng cá nhân và khám phá này chứng minh rằng dữ liệu được công bố trước đó chứa đựng những thông tin quan trọng mà các nhà nghiên cứu tận tâm có thể truy cập được”. Ông cũng chỉ ra một bài học quan trọng: phép đo quang danh mục tự động có thể tạo ra sai số đáng kể đối với các nguồn lớn, như trong trường hợp ban đầu đề xuất độ lệch đỏ lớn hơn nhiều. Do đó, việc xác minh, đo lường độc lập mới và liên lạc với nhóm chương trình ban đầu là rất cần thiết.
Ông kết luận: “Bước bổ ích nhất trong toàn bộ quá trình này là sự hợp tác: nhóm GO-5293 đã hỗ trợ, xác nhận rằng vật thể này chưa được lập danh mục và hiện chúng tôi đang cùng nhau phát triển mẫu thấu kính cập nhật của họ để xác định bản chất của A1”. Ông nhấn mạnh tầm quan trọng của mối quan hệ hợp tác giữa các nhà nghiên cứu tự chủ và các nhóm chương trình sử dụng dữ liệu công cộng, minh họa cho hoạt động lý tưởng của kho lưu trữ Webb.
