Tìm thấy thiên hà cổ đại lớn hơn Dải Ngân Hà, đe dọa đảo ngược các lý thuyết vũ trụ học

Theo các tác giả nghiên cứu, kính thiên văn James Webb (JWST) đã tìm thấy một thiên hà trong vũ trụ sơ khai có khối lượng quá lớn đến mức không ai biết nó tồn tại, đặt ra một “thách thức đáng kể” đối với mô hình vũ trụ học tiêu chuẩn.

Thiên hà có tên ZF-UDS-7329, chứa nhiều sao hơn Dải Ngân hà, mặc dù chỉ mới hình thành 800 triệu năm trong vòng đời 13,8 tỷ năm của vũ trụ. Điều này có nghĩa là, bằng cách nào đó chúng được sinh ra mà không có vật chất tối gieo mầm cho sự hình thành của chúng, trái ngược với những gì mô hình tiêu chuẩn về sự hình thành thiên hà.

Làm thế nào điều này có thể xảy ra vẫn chưa rõ ràng, nhưng giống như những khám phá JWST trước đây về các thiên hà khổng lồ không thể giải thích được khác trong vũ trụ sơ khai, nó có nguy cơ làm đảo lộn sự hiểu biết của chúng ta về cách vật chất đầu tiên trong vũ trụ hình thành. Các nhà nghiên cứu vừa công bố phát hiện này trên tạp chí Nature.

Đồng tác giả nghiên cứu Claudia Lagos, phó giáo sư thiên văn học tại Trung tâm Nghiên cứu Thiên văn Vô tuyến Quốc tế, cho biết: “Việc có những thiên hà cực lớn này ở giai đoạn đầu trong vũ trụ đang đặt ra những thách thức đáng kể đối với mô hình vũ trụ tiêu chuẩn của chúng ta”.

Lagos cho biết thêm, điều này là do các cấu trúc vật chất tối khổng lồ, được cho là thành phần cần thiết để giữ các thiên hà sơ khai lại với nhau, vẫn chưa có thời gian để hình thành sớm như vậy trong vũ trụ.

Ánh sáng truyền đi với một tốc độ cố định trong chân không của không gian, vì vậy chúng ta càng nhìn sâu vào vũ trụ, chúng ta càng chặn ánh sáng ở xa hơn và chúng ta càng nhìn thấy thời gian quay ngược lại xa hơn. Đây là điều cho phép các nhà nghiên cứu sử dụng JWST để phát hiện ZF-UDS-7329 cách đây khoảng 11,5 tỷ năm.

Bằng cách nghiên cứu quang phổ ánh sáng đến từ các ngôi sao của thiên hà cực kỳ xa xôi này, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, các ngôi sao này được sinh ra trước thời điểm quan sát đó 1,5 tỷ năm, tức khoảng 13 tỷ năm trước.

Các nhà thiên văn học không chắc chắn khi nào những hạt sao đầu tiên bắt đầu kết tụ lại thành các thiên hà mà chúng ta thấy ngày nay, nhưng các nhà vũ trụ học trước đây ước tính rằng quá trình này bắt đầu từ từ trong vòng vài trăm triệu năm đầu tiên sau Vụ nổ lớn Big Bang.

Bước tiếp theo của các nhà nghiên cứu sẽ là tìm kiếm thêm các thiên hà như thế này. Họ cho biết nếu họ tìm thấy bất kỳ điều gì, nó có thể mâu thuẫn lớn với những ý tưởng trước đây về cách các thiên hà hình thành.