Các nhà thiên văn học của NASA đã nghiên cứu về quá khứ, vào thời kỳ đầu của vũ trụ, chỉ 650 triệu năm sau Vụ nổ lớn và thấy cách bảy thiên hà tương tác tạo thành một cụm nguyên sinh.
Hiện tại, cụm thiên hà này là cụm thiên hà xa nhất mà sự tồn tại của chúng đã được các nhà khoa học xác nhận. Các mô phỏng cho thấy hệ thống này sẽ phát triển thành một trong những cụm thiên hà lớn nhất và lâu đời nhất được biết đến trong vũ trụ, lớn hơn 100 lần so với dải Ngân hà của chúng ta.
Một bài báo mô tả các kết quả của nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters. Tác giả chính là Takahiro Morishita, một nhà nghiên cứu tại Trung tâm Thiên văn học IPAC tại Viện Công nghệ California.
Bảy thiên hà lần đầu tiên được phát hiện bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA. Tuy nhiên, mặc dù tất cả các thiên hà đều được quan sát dọc theo cùng một đường ngắm, nhưng Hubble không đủ nhạy cảm để xác định chính xác khoảng cách giữa các thiên hà.
Sử dụng Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) của NASA, nhóm nghiên cứu đã có thể đo chính xác khoảng cách từ Trái đất đến từng thiên hà trong số bảy thiên hà bằng cách đo một thuộc tính gọi là dịch chuyển đỏ. Dịch chuyển đỏ là thước đo khoảng cách giữa các thiên hà với Trái đất - thiên hà càng ở xa thì dịch chuyển đỏ của nó càng lớn.
Do sự giãn nở của vũ trụ của chúng ta, ánh sáng từ các thiên hà dịch chuyển sang các bước sóng dài hơn, "đỏ hơn" theo khoảng cách, giống như sóng âm thanh từ tiếng còi xe cứu thương đi ngang qua bạn chuyển sang các tần số dài hơn, thấp hơn khi xe cứu thương di chuyển ra xa bạn.
Để nghiên cứu sự dịch chuyển đỏ của một thiên hà, các nhà thiên văn học ghi lại quang phổ của nó – cầu vồng gồm các bước sóng do thiên hà phát ra – và tìm kiếm các dấu hiệu đã biết của các phân tử như hydro và heli. Những bước sóng này sẽ dịch chuyển, hoặc đỏ lên, với khoảng cách ngày càng tăng.
Đáng ngạc nhiên, mỗi thiên hà có cùng độ dịch chuyển đỏ là 7,88, nghĩa là cách Trái đất 13 tỷ năm ánh sáng (để tham khảo, một năm ánh sáng, khoảng cách ánh sáng truyền đi trong một năm, là 9,4 nghìn tỷ km), cho thấy rằng tất cả chúng đều chen chúc nhau. Hệ thống, nằm trong chòm sao Sculptor, hiện là cụm nguyên sinh xa nhất được xác nhận bằng phương pháp quang phổ cho đến nay.
Bởi vì ánh sáng từ những thiên hà này đã truyền tới kính viễn vọng trong hàng tỷ năm, nên các nhà thiên văn học nhìn thấy chúng như chúng đã tồn tại từ rất lâu trước đây, chỉ hàng trăm triệu năm sau khi vũ trụ của chúng ta ra đời. Với kích thước của chúng vào thời điểm đó, chúng có thể nằm trong số những thiên hà sớm nhất từng hình thành. Mặc dù chúng ta không thể nhìn thấy cụm sao như nó tồn tại ngày nay, nhưng các mô phỏng số gợi ý rằng nó hiện có thể là một trong những cụm sao lớn nhất trong vũ trụ.
Các nhà khoa học nói rằng các cụm có tính chất này rất hiếm và khó phát hiện. Morishita nói: “Chúng tôi khó có thể tìm thấy một hệ thống đặc biệt nào khác như thế này với JWST. "Cho rằng JWST nhìn thấy những khu vực tương đối nhỏ trên bầu trời, chúng ta cần một chiếc kính viễn vọng có thể nhìn thấy bức tranh lớn hơn."
Trong thập kỷ tới, những khám phá tương tự sẽ được thực hiện nhờ Kính viễn vọng Không gian Rome Nancy Grace, một đài quan sát tương lai của NASA dự kiến sẽ phóng vào đầu năm 2027. Khả năng khảo sát các khu vực rộng lớn của nó sẽ lớn hơn 100 lần so với JWST và sẽ giúp dễ dàng xác định các cụm thiên hà trong vũ trụ sơ khai như cụm được tìm thấy trong nghiên cứu này.
Đọc thêm: