Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã tạo ra một mẫu các thiên hà địa phương có thể được nghiên cứu kỹ lưỡng hơn nhiều để hiểu rõ hơn các quan sát về các thiên hà xa nhất.
Mối quan hệ giữa tính chất vật lý của thiên hà và ánh sáng
Các nhà thiên văn đã tìm hiểu trong một nghiên cứu gần đây về cách ánh sáng đi ra từ một thiên hà tương tác với các đặc tính vật lý của nó. Những phát hiện này rất quan trọng đối với cách chúng ta giải thích các quan sát về các thiên hà sơ khai.
Sử dụng ánh sáng cực tím đặc biệt được gọi là "Lyman alpha", ánh sáng này là một trong những cách hữu ích nhất để nghiên cứu các thiên hà trong vũ trụ sơ khai. Ánh sáng này được phát ra từ chất khí xung quanh các ngôi sao nóng nhất, làm cho nó trở nên đặc biệt hữu ích khi nghiên cứu các thiên hà có khả năng hình thành sao cao.
Tuy nhiên, không giống như các loại ánh sáng khác, bước sóng và hướng di chuyển chính xác bị thay đổi bởi một số quá trình vật lý cả bên trong và bên ngoài các thiên hà. Ánh sáng Lyman alpha không chỉ truyền trực tiếp về phía kính viễn vọng của chúng ta mà còn đi theo một con đường phức tạp ra khỏi thiên hà.
Ánh sáng Lyman alpha di chuyển qua các vùng có điều kiện vật lý khác nhau trên đường đi của nó, điều này không chỉ ảnh hưởng đến đường đi của từng hạt ánh sáng photon mà còn làm thay đổi bước sóng của chúng và thậm chí hấp thụ một phần ánh sáng không xác định.
Ánh sáng Lyman alpha có thể đi qua một số vùng nóng hơn, một số nhiều bụi hơn, một số có các đám mây khí chảy mạnh, v.v. Những điều kiện vật lý này khiến cho việc diễn giải ánh sáng Lyman alpha mà chúng ta nhìn thấy trở nên vô cùng khó khăn. Tuy nhiên, nếu giải thích chính xác về thứ ánh sáng này, chúng ta sẽ nhận được phần thưởng rất đáng kể vì chúng ta có thể hiểu được các đặc tính vật lý của thiên hà vào thời điểm đó.
Thăm dò các thiên hà hàng xóm của chúng ta
Các thiên hà trong vũ trụ xa xôi rất mờ nhạt và nhỏ, khiến việc quan sát chúng trở nên đặc biệt khó khăn. Do đó, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã bắt đầu tạo ra một mẫu thiên hà "tham chiếu" từ các thiên hà địa phương trong vùng lân cận Ngân hà của chúng ta. Chúng đủ gần để có thể nghiên cứu chi tiết hơn, với nhiều kính viễn vọng khác nhau trên khắp thế giới và trong không gian, mặc dù chúng vẫn cách xa hàng trăm triệu năm ánh sáng.
Khi quan sát các thiên hà ở xa hơn, một số đặc điểm thú vị của các thiên hà có thể được khám phá rất tốt bằng cách sử dụng mẫu thiên hà tham chiếu được gọi là "Mẫu tham chiếu Lyman Alpha" hay LARS. Các nhà thiên văn đã xem xét có bao nhiêu ánh sáng Lyman alpha thoát ra khỏi thiên hà và liệu phần này có liên quan đến các đặc điểm vật lý khác nhau của thiên hà hay không trong nghiên cứu gần đây nhất do Jens Melinder, Nhà nghiên cứu cao cấp tại Đại học Stockholm chủ nhiệm và được công bố trong loạt bài bổ sung của Tạp chí Vật lý thiên văn.
Melinder giải thích: "Với những quan sát mới, chúng ta đã thiết lập mối liên hệ giữa lượng Lyman alpha mà các thiên hà thải ra và một số đặc điểm vật lý của các thiên hà này. Ví dụ, có một mối tương quan rõ ràng giữa lượng bụi vũ trụ mà một thiên hà chứa và lượng ánh sáng Lyman alpha mà nó phát ra. Điều này đã được dự đoán trước bởi vì bụi hấp thụ ánh sáng, nhưng giờ đây chúng ta đã định lượng được tác động của nó.
Các nhà thiên văn học cũng đã phát hiện ra mối liên hệ giữa ánh sáng thoát ra và tổng khối lượng của tất cả các ngôi sao trong thiên hà, mặc dù điều này ít rõ ràng hơn. Mặt khác, các thuộc tính khác dường như không tương quan với lượng Lyman alpha thoát ra khỏi thiên hà, chẳng hạn như số lượng sao mới mà thiên hà tạo ra.
Các thiên hà được quan sát trong ánh sáng Lyman alpha có vẻ lớn hơn đáng kể so với khi chúng được quan sát ở các bước sóng khác, đây là một kết quả thú vị khác. Như trước đây đã được quan sát thấy, hiệu ứng này phù hợp với những kỳ vọng lý thuyết.
Peter Laursen từ Trung tâm Bình minh Vũ trụ, người cũng tham gia nghiên cứu, giải thích: "Chúng tôi thấy hiệu ứng tương tự trong các mô phỏng thiên hà trên máy tính với các tính toán về cách Lyman alpha di chuyển qua các đám mây khí trong không gian liên sao. Điều này cho thấy chúng ta có hiểu biết khá tốt về cách thức hoạt động của vật lý.
Khi quan sát các thiên hà xa, nơi ánh sáng từ vùng ngoại vi của chúng quá yếu để các máy dò có thể phát hiện được, hiệu ứng này là rất quan trọng cần tính đến. Các quan sát tương lai về các thiên hà xa nhất, cổ xưa nhất sẽ hữu ích nếu có thể định lượng hiệu ứng.
Theo Melinder, những phát hiện này sẽ hỗ trợ giải thích các quan sát về các thiên hà rất xa được quan sát bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble và James Webb. Hiểu được đặc điểm vật lý thiên văn đặc biệt của loại thiên hà này là rất quan trọng để phát triển các lý thuyết về cách các thiên hà đầu tiên hình thành và phát triển.
Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống