Thiên hà sơ khai Y1: Cỗ máy hình thành sao với tốc độ gấp 180 lần Dải Ngân Hà

Vào ngày 12 tháng 11 năm 2025, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã xác định được một thiên hà nguyên thủy, được đặt tên là Y1, đang thể hiện tốc độ hình thành sao ở mức độ phi thường. Thiên hà Y1 này đang sản sinh ra các ngôi sao mới với cường độ mạnh gấp 180 lần so với Dải Ngân Hà của chúng ta. Phát hiện này mang lại những dữ liệu vô giá giúp giới khoa học lý giải quá trình tiến hóa ban đầu của các thiên hà. Các quan sát quan trọng đã được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị tiên tiến, bao gồm Kính viễn vọng Milimet/Hạ milimet Lớn Atacama (ALMA) và Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST).

Ánh sáng mà chúng ta nhận được từ Y1 đã phải di chuyển một quãng đường dài 13,4 tỷ năm ánh sáng. Điều này có nghĩa là các nhà khoa học đang quan sát thiên hà này ở trạng thái chỉ khoảng 600 triệu năm sau sự kiện Vụ Nổ Lớn. Khám phá này đang tạo ra một thách thức lớn đối với các mô hình lý thuyết hiện hành về vũ trụ sơ khai, vốn không dự đoán sự phát triển nhanh chóng của các cấu trúc lớn và sáng như vậy ở giai đoạn sớm này. Những nhân vật chủ chốt trong công trình nghiên cứu này bao gồm tác giả chính Tom Bucks đến từ Đại học Công nghệ Chalmers (Thụy Điển), cùng với các đồng tác giả là Yoichi Tamura thuộc Đại học Nagoya và Laura Sommovigo.

Các nhà nghiên cứu đã ghi nhận được bức xạ phát ra từ các nguyên tử hydro và oxy bị kích thích, đây là dấu hiệu trực tiếp cho thấy hoạt động mạnh mẽ đang diễn ra. Tom Bucks kết luận rằng phần lớn ánh sáng quan sát được đến từ bụi vũ trụ bị quá nhiệt, thứ đang che giấu quá trình hình thành sao diễn ra mãnh liệt bên trong. Điều này củng cố giả thuyết rằng những “nhà máy sao siêu nóng” tương tự có thể đã từng là hiện tượng phổ biến, dù chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, trong giai đoạn đầu của Vũ trụ. Phân tích dữ liệu của mình, Yoichi Tamura nhận định rằng nhiệt độ được ghi nhận rõ ràng cho thấy Y1 chính là một trung tâm sản xuất sao khổng lồ.

Các phép đo được ALMA thực hiện ở bước sóng 0,44 milimet đã cho thấy nhiệt độ của bụi trong thiên hà vào khoảng 90 Kelvin (tương đương khoảng -180°C). Dù nhiệt độ này có vẻ thấp nếu so với các tiêu chuẩn trên Trái Đất, nó lại cao hơn đáng kể so với bất kỳ thiên hà nào có độ tuổi vũ trụ tương đương được quan sát trước đây. Laura Sommovigo nhấn mạnh rằng độ sáng cao này không phải do số lượng sao cổ đại nhiều, mà là do hiệu suất cực kỳ cao của một thể tích bụi nóng nhỏ trong việc tạo ra các ngôi sao mới. Phát hiện này có thể giải quyết bí ẩn lâu nay về sự dư thừa bụi được JWST ghi nhận trong các thiên hà trẻ, vốn trước đây được cho là chưa đủ thời gian để hình thành từ các quần thể sao già.

Tầm quan trọng của khám phá này nằm ở khả năng thách thức các mô hình tiến hóa vũ trụ đã được chấp nhận. Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng những thiên hà hoạt động hết công suất như Y1 có lẽ đã từng phổ biến trong không gian vũ trụ sơ khai. Trong bối cảnh này, cần nhắc đến thiên hà J0107a, được phát hiện vào tháng 5 năm 2025, tồn tại cách đây 11,1 tỷ năm, có khối lượng lớn hơn Dải Ngân Hà hơn mười lần và hình thành sao nhanh gấp 300 lần. Khác với J0107a, vốn tăng trưởng nhờ tốc độ bồi tụ khí vào trung tâm cao, Y1 lại cho thấy hiệu suất vượt trội của thành phần bụi.

Dữ liệu tổng hợp từ JWST và ALMA đã làm nổi bật vai trò then chốt của các quan sát có độ chính xác cao trong việc lập bản đồ các cấu trúc vũ trụ sơ khai. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society khẳng định rằng chúng ta đang nhìn vào một kỷ nguyên mà Vũ trụ có hoạt động hình thành sao năng động hơn nhiều so với những gì từng được suy đoán. Các nhà khoa học dự định sẽ tiếp tục thực hiện các nghiên cứu độ phân giải cao hơn bằng ALMA để tìm hiểu chi tiết về động lực học bên trong của Y1 và các cơ chế đằng sau hiệu suất đáng kinh ngạc này.