Khám phá các thiên hà ở khoảng cách xa hơn nhiều so với Trái đất giờ đây có thể nằm trong tầm tay.

Làm thế nào để các ngôi sao hình thành trong các thiên hà xa xôi? Các nhà thiên văn học từ lâu đã cố gắng trả lời câu hỏi này bằng cách phát hiện các tín hiệu vô tuyến phát ra từ các thiên hà gần đó. Tuy nhiên, những tín hiệu này trở nên yếu hơn khi thiên hà ở xa Trái đất hơn, khiến các kính viễn vọng vô tuyến hiện tại khó phát hiện chúng.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu từ Montreal và Ấn Độ đã thu được tín hiệu vô tuyến từ thiên hà xa nhất ở một bước sóng cụ thể được gọi là vạch 21 cm, cho phép các nhà thiên văn khám phá sâu hơn những bí ẩn của vũ trụ sơ khai. Với sự trợ giúp của kính viễn vọng vô tuyến Giant Metrewave ở Ấn Độ, đây là lần đầu tiên loại tín hiệu vô tuyến này được phát hiện ở khoảng cách xa như vậy.

Hình minh họa cho thấy việc phát hiện tín hiệu từ một thiên hà xa xôi. Ảnh: Sawada Pardesi

“Một thiên hà phát ra các loại tín hiệu vô tuyến khác nhau. Cho đến nay, chỉ có thể thu được tín hiệu đặc biệt này từ một thiên hà gần đó, điều này hạn chế kiến ​​thức của chúng ta về những thiên hà gần Trái đất nhất,” Arnab Chakraborty, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học McGill, cho biết. dưới sự Giám sát của Giáo sư Matt Dobbs.

Nhưng với sự trợ giúp của một hiện tượng xảy ra tự nhiên gọi là thấu kính hấp dẫn, chúng ta có thể thu được một tín hiệu yếu ớt từ một khoảng cách kỷ lục. Điều này sẽ giúp chúng ta hiểu được sự hình thành của các thiên hà ở khoảng cách xa hơn nhiều so với Trái đất.”

Nhìn ngược thời gian về vũ trụ sơ khai

Lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã có thể phát hiện tín hiệu từ một thiên hà đang hình thành sao ở xa được gọi là SDSSJ0826+5630 và đo thành phần khí của nó. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng khối lượng nguyên tử của thành phần khí trong thiên hà đặc biệt này gần gấp đôi khối lượng của các ngôi sao mà chúng ta có thể nhìn thấy.

Hình ảnh tín hiệu vô tuyến từ thiên hà. Tín dụng: Chakraborty và Roy/NCRA-TIFR/GMRT

Tín hiệu mà nhóm phát hiện được phát ra từ thiên hà này khi vũ trụ chỉ mới 4,9 tỷ năm tuổi, cho phép các nhà nghiên cứu nhìn thoáng qua những bí ẩn của vũ trụ sơ khai. Chakraborty, người nghiên cứu vũ trụ học tại Khoa Vật lý tại Đại học McGill, cho biết: “Điều đó tương đương với việc nhìn ngược thời gian 8,8 tỷ năm.

Bắt tín hiệu từ một thiên hà xa xôi

“Thấu kính hấp dẫn khuếch đại tín hiệu đến từ một vật thể ở xa để giúp chúng ta nhìn ra vũ trụ sơ khai. Trong trường hợp cụ thể này, tín hiệu bị bẻ cong bởi sự hiện diện của một vật thể khối lượng lớn khác, một thiên hà khác, giữa mục tiêu và người quan sát. Điều này thực sự hiệu quả đồng tác giả Nirupam Roy, phó giáo sư tại Khoa Vật lý tại Viện Khoa học Ấn Độ cho biết.

Theo các nhà nghiên cứu, những kết quả này cho thấy tính khả thi của việc quan sát các thiên hà xa xôi trong những tình huống tương tự bằng cách sử dụng thấu kính hấp dẫn. Nó cũng mở ra những cơ hội mới thú vị để điều tra sự tiến hóa vũ trụ của các ngôi sao và thiên hà bằng kính thiên văn vô tuyến tần số thấp ngày nay.

Tham khảo: “Phát hiện HI 21 cm được phát hiện từ một thiên hà thấu kính cực mạnh ở z ∼1,3” của Arnab Chakraborty và Nirupam Roy, ngày 23 tháng 12 năm 2022, Có tại đây. Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.
DOI: 10.1093/mnras/stac3696

Kính thiên văn vô tuyến Giant Metrewave do NCRA-TIFR chế tạo và vận hành. Nghiên cứu được tài trợ bởi Đại học McGill và Viện Khoa học Ấn Độ.