Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) vừa ghi nhận một khám phá chấn động: thiên hà JADES-GS-z13-1, tồn tại chỉ 330 triệu năm sau vụ nổ Big Bang. Phát hiện này đặt ra câu hỏi lớn về các mô hình hiện tại về sự hình thành vũ trụ và “thời kỳ đen tối”.
Theo Live Science, JADES-GS-z13-1 là một thiên hà cổ đại, nhưng sự tồn tại của nó vào thời điểm vũ trụ còn non trẻ đi ngược lại với những gì giới khoa học vẫn tin tưởng. Thiên hà này “xuyên không” qua 13,5 tỷ năm ánh sáng để đến được “con mắt” của JWST, mang theo những bí ẩn về buổi bình minh của vũ trụ.
JADES-GS-z13-1 thách thức các mô hình vũ trụ học hiện tại về sự hình thành sao ban đầu.
Vật thể “không nên tồn tại” JADES-GS-z13-1 được chụp lại bởi James Webb – Ảnh: NASA/ESA/CSA
Mặc dù còn sơ khai, JADES-GS-z13-1 đã cho thấy cấu trúc hoàn chỉnh của một thiên hà. Điều đáng kinh ngạc là nó đã hình thành khi vũ trụ chỉ mới 330 triệu năm tuổi, một khoảng thời gian quá ngắn so với các lý thuyết hiện tại về sự hình thành thiên hà sau vụ nổ Big Bang.
Để hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của phát hiện này, chúng ta cần nhìn lại các giai đoạn phát triển ban đầu của vũ trụ. Theo các lý thuyết được chấp nhận rộng rãi, sau Big Bang, vũ trụ là một biển plasma nóng gồm các proton, neutron và electron.
Khi vũ trụ nguội đi, các proton và neutron kết hợp thành ion hydro mang điện tích dương, sau đó thu hút các electron mang điện tích âm để tạo thành một màn sương mù hydro trung tính. Màn sương mù này hấp thụ ánh sáng có bước sóng ngắn, đặc biệt là tia cực tím, ngăn không cho nó lan tỏa trong vũ trụ. Giai đoạn này được gọi là “Thời kỳ tăm tối”.
Sự ra đời của những ngôi sao và thiên hà đầu tiên đã chấm dứt “Thời kỳ tăm tối”. Chúng phát ra đủ tia cực tím để ion hóa các nguyên tử hydro, cho phép tia cực tím thoát ra. Giai đoạn này được gọi là “Kỷ nguyên tái ion hóa”. Vậy Kỷ nguyên tái ion hóa là gì?
Kỷ nguyên tái ion hóa kết thúc khoảng 1 tỷ năm sau Big Bang, nhưng thời điểm bắt đầu vẫn còn là một ẩn số. Các mô hình của NASA dự đoán sự chuyển tiếp giữa “Thời kỳ tăm tối” và “Kỷ nguyên tái ion hóa” xảy ra khoảng 400 triệu năm sau Big Bang, đánh dấu sự ra đời của những ngôi sao đầu tiên. Tuy nhiên, nhiều nhà khoa học cho rằng thời điểm này có thể muộn hơn.
Kỷ nguyên tái ion hóa là giai đoạn quan trọng trong quá trình tiến hóa của vũ trụ.
Sự xuất hiện của JADES-GS-z13-1, chỉ 330 triệu năm sau Big Bang, đã làm đảo lộn những giả thuyết này. Thiên hà này không chỉ là một ngôi sao đơn lẻ, mà là một hệ thống phức tạp đã hình thành. Điều này gợi ý rằng những ngôi sao đầu tiên có thể đã ra đời sớm hơn rất nhiều so với dự đoán, và quá trình hình thành thiên hà diễn ra nhanh chóng hơn chúng ta từng nghĩ.
TS. Kevin Hainline từ Đại học Arizona, đồng tác giả nghiên cứu về JADES-GS-z13-1, nhấn mạnh rằng phát hiện này cho thấy những hiểu biết hiện tại của chúng ta về sự tiến hóa của vũ trụ có thể chứa đựng nhiều sai sót. Khám phá này không chỉ là một mảnh ghép mới trong bức tranh vũ trụ, mà còn là một lời nhắc nhở rằng chúng ta vẫn còn rất nhiều điều phải học hỏi.
Vậy, ý nghĩa của phát hiện này là gì?
-
Lịch sử vũ trụ cần được viết lại: Sự tồn tại của JADES-GS-z13-1 cho thấy các mô hình hiện tại về sự hình thành sao và thiên hà cần được xem xét lại.
-
“Thời kỳ tăm tối” có thể ngắn hơn: Nếu các thiên hà đã hình thành sớm hơn, “Thời kỳ tăm tối” có thể đã kết thúc sớm hơn dự kiến.
-
Vũ trụ sơ khai phức tạp hơn: Phát hiện này cho thấy vũ trụ sơ khai có thể phức tạp hơn chúng ta từng nghĩ, với các quá trình hình thành sao và thiên hà diễn ra nhanh chóng và hiệu quả hơn.
Phát hiện về JADES-GS-z13-1 là một bước tiến lớn trong lĩnh vực vũ trụ học. Nó mở ra những hướng nghiên cứu mới và hứa hẹn sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nguồn gốc và sự tiến hóa của vũ trụ. Kính viễn vọng James Webb tiếp tục chứng minh sức mạnh phi thường của mình trong việc khám phá những bí ẩn sâu thẳm nhất của vũ trụ, và chắc chắn sẽ còn mang đến nhiều bất ngờ thú vị trong tương lai.