Phát hiện oxy ở thiên hà xa nhất, mở ra chương mới cho ngành thiên văn

Các nhà thiên văn học cho biết tổ hợp kính viễn vọng ALMA đã phát hiện những dấu vết của oxy tại một thiên hà vô cùng xa xôi và già cỗi tên JADES-GS-z14-0.

Ánh sáng từ thiên hà JADES-GS-z14-0 phải mất 13,4 tỉ năm mới đến trái đất. Và ánh sáng từ thiên hà này bắt đầu tỏa ra khi vũ trụ chưa đến 300 triệu năm tuổi, thời điểm mà trước đây giới thiên văn học cho rằng vẫn còn quá sớm để những nguyên tố nặng như oxygen trở nên phổ biến.

Nhà thiên văn học Sander Schouws của Đài quan sát Leiden (Hà Lan), đã dẫn đầu một trong hai đội ngũ quốc tế thực hiện việc đo đạc trên, theo báo cáo đăng trên chuyên san The Astrophysical Journal.

Tầm quan trọng khi phát hiện oxy trong JADES-GS-z14-0

Các thế hệ sao đầu tiên đã tạo ra những nguyên tố nặng hơn heli trong lõi và phóng thích số nguyên tố này khi kết thúc vòng đời trong những vụ nổ dữ dội. Quá trình này cho phép gửi gắm vật chất cho các thế hệ sao tiếp theo.

Oxy là manh mối quan trọng trong quá trình này, vì cấu trúc của nó cho phép nguyên tố vẫn có thể được phát hiện dù ở khoảng cách không – thời gian xa tít tắp.

Việc phát hiện oxy trong giai đoạn vô cùng sơ khai của vũ trụ cho thấy ít nhất phải có hai thế hệ sao hình thành và kết thúc vòng đời bên trong thiên hà JADES-GS-z14-0.

Khám phá mới đã mang đến thách thức cho mô hình tiến hóa hóa học truyền thống, vốn cho rằng quá trình làm giàu nguyên tố nặng như oxy cần mất thêm vài trăm triệu năm sau đó mới có thể xảy ra.

Kết quả của ALMA cũng được xác nhận thông qua kính viễn vọng James Webb trong không gian.

Mô hình hiện tại về tiến hóa vũ trụ bị lung lay

Nhiều mô phỏng hiện nay về giai đoạn đầu của vũ trụ vẫn dựa trên giả định rằng khí tích tụ một cách chậm rãi, tốc độ hình thành sao diễn ra vừa phải, và quá trình làm giàu nguyên tố nặng được cho diễn ra chậm chạp.

Theo các mô hình đó, những hệ thiên hà có cấu trúc hóa học tiến hóa cao sẽ không thể xuất hiện trước khi vũ trụ đạt ít nhất 500 triệu năm tuổi.

Tuy nhiên, việc phát hiện nguyên tố oxy trong thiên hà JADES-GS-z14-0, khi vũ trụ mới chưa đầy 300 triệu năm tuổi, đã rút ngắn đáng kể mốc thời gian vốn vẫn tưởng lâu nay. Điều này buộc giới thiên văn học phải tư duy lại lịch sử vũ trụ tiến hóa.