Kính viễn vọng James Webb xác nhận MoM-z14 là thiên hà cổ xưa và xa xôi nhất từng được phát hiện

Các nhà thiên văn học vừa chính thức xác nhận sự tồn tại của MoM-z14, một thiên hà hiện đang giữ kỷ lục là vật thể xa xôi nhất từng được ghi nhận trong lịch sử quan sát vũ trụ. Thông qua dữ liệu từ Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), các chuyên gia đã xác định được thiên hà này tồn tại vào thời điểm chỉ khoảng 280 triệu năm sau vụ nổ Big Bang. Với độ dịch chuyển đỏ (redshift) đạt mức kỷ lục 14,44, MoM-z14 là minh chứng cho một giai đoạn cực kỳ sơ khai của vũ trụ. Ánh sáng mà thiết bị của kính Webb thu nhận được đã phải trải qua hành trình kéo dài khoảng 13,5 tỷ năm để đến được Trái Đất, mang lại cái nhìn quý giá về thuở bình minh của không gian và thời gian.

Dựa trên các phân tích từ máy quang phổ NIRSpec của kính Webb, MoM-z14 cho thấy tốc độ hình thành sao diễn ra vô cùng mạnh mẽ và sự tích tụ các nguyên tố nặng trong môi trường của nó diễn ra sớm hơn nhiều so với những gì các mô hình lý thuyết vũ trụ học trước đây dự đoán. Thiên hà này được mô tả là một cấu trúc cực kỳ nhỏ gọn nhưng lại sở hữu độ sáng rực rỡ, với khối lượng ước tính đạt khoảng 10^8 lần khối lượng Mặt Trời, tương đương với khối lượng của Đám mây Magellan Nhỏ. Đặc biệt, các phép đo quang phổ đã phát hiện ra dấu vết rõ rệt của nitơ trong phổ của thiên hà, một dấu hiệu mà các nhà khoa học liên kết với quá trình hình thành sao diễn ra sớm và mãnh liệt.

Nghiên cứu này, với những dữ liệu ban đầu thu thập từ năm 2023, hiện đang được chuẩn bị để công bố trên tạp chí khoa học Open Journal of Astrophysics. Những nhân vật chủ chốt dẫn dắt dự án bao gồm Rohan Naidu từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Pascal Oesch thuộc Đại học Geneva. Jacob Shen, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại MIT, nhấn mạnh rằng khoảng cách giữa các lý thuyết hiện hữu và dữ liệu thực nghiệm về vũ trụ sơ khai đang ngày càng nới rộng một cách đáng kể. Các bằng chứng từ nghiên cứu cho thấy những thiên hà cổ xưa như MoM-z14 xuất hiện với mật độ thường xuyên hơn gấp 100 lần so với dự báo trước khi kính Webb được phóng lên, tạo ra một sự mâu thuẫn ngày càng lớn giữa lý thuyết và quan sát thực tế.

Việc phát hiện ra MoM-z14 nằm trong khuôn khổ chương trình khảo sát MoM (viết tắt của Mirage or Miracle - Ảo ảnh hay Phép màu), khẳng định rằng những thiên hà sơ khai này không phải là những hiện tượng cá biệt mà là một quy luật phổ biến trong vũ trụ. Để so sánh, thực thể giữ kỷ lục trước đó là thiên hà JADES-GS-z14-0 chỉ có độ dịch chuyển đỏ là z = 14,18. Sự hiện diện của hàm lượng nitơ cao ở giai đoạn sớm như vậy ám chỉ rằng các cơ chế điều khiển sự tiến hóa của sao trong vũ trụ non trẻ hoạt động hiệu quả và nhanh chóng hơn nhiều so với các mô hình cũ. Rohan Naidu nhận định rằng James Webb đang mở ra một vũ trụ trông khác xa hoàn toàn so với những gì chúng ta từng kỳ vọng.

Bên cạnh đó, MoM-z14 còn cho thấy những dấu hiệu của việc làm tan biến lớp sương mù hydro nguyên thủy, cung cấp dữ liệu quan trọng để xác định chính xác mốc thời gian của kỷ nguyên tái ion hóa. Khám phá này mang ý nghĩa sống còn vì nó trực tiếp thách thức các mô hình vũ trụ học đương đại về tốc độ hình thành thiên hà ở buổi bình minh của thời gian. Trong tương lai, theo nhận định của Yi Jia Li, Kính viễn vọng Nancy Grace Roman có thể sẽ giúp mở rộng danh sách các thiên hà cổ xưa, rực rỡ và giàu thành phần hóa học này lên tới hàng nghìn thực thể, giúp nhân loại hiểu rõ hơn về nguồn gốc của vũ trụ.