Các nhà thiên văn học đang theo dõi các thiên hà láng giềng của Dải Ngân hà, đánh giá lượng ánh sáng thoát ra từ chúng và cách thức ánh sáng này được kết nối với các đặc tính vật lý của mỗi thiên hà.
Cuộc điều tra sâu về vũ trụ địa phương của chúng ta có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về các thiên hà sơ khai, xa xôi hiện đang được quan sát bởi Kính thiên văn vũ trụ James Webb (JWST) và Kính viễn vọng Không gian Hubble.
Bởi vì các thiên hà trong vũ trụ sơ khai cực kỳ mờ nhạt và do đó rất khó quan sát, một nhóm các nhà thiên văn học do Jens Melinder của Đại học Stockholm ở Thụy Điển đứng đầu đã bắt đầu tạo ra một mẫu tham khảo về các thiên hà ở lân cận các thiên hà của chúng ta. dải Ngân Hà.
Có liên quan: Các thiên hà: Sự va chạm, các loại và cách chúng được tạo ra
Đặc biệt, Melinder và các đồng nghiệp đã thu thập và đối chiếu dữ liệu liên quan đến bước sóng đặc biệt của bức xạ cực tím từ các thiên hà địa phương này được gọi là ánh sáng Lyman alpha.
Lyman ánh sáng alpha được tìm thấy trong ánh sáng từ khí bao quanh các ngôi sao nóng nhất, có nghĩa là nó được tìm thấy đặc biệt trong các thiên hà đang hình thành sao. Thời kỳ đỉnh cao của quá trình hình thành sao trong vũ trụ xảy ra vào khoảng 10 tỷ năm trước, vì vậy ánh sáng Lyman alpha là một cách tuyệt vời để nghiên cứu các thiên hà tồn tại khi vũ trụ chỉ mới bốn tỷ năm tuổi hoặc lâu hơn. (Các Vụ nổ lớn tạo ra vũ trụ của chúng ta xảy ra khoảng 13,8 tỷ năm trước.)
Nhưng việc giải mã thông tin do ánh sáng này mang theo có thể khó khăn, vì đường dẫn đến các thiết bị như Hubble và JWST rất phức tạp.
Ánh sáng Lyman alpha đi theo con đường tuyệt đẹp quanh vũ trụ
Bước sóng chính xác của ánh sáng Lyman alpha và hướng mà nó di chuyển là những yếu tố bị ảnh hưởng bởi các quá trình vật lý mà nó gặp phải khi nó đi ra khỏi nguồn. ngân hà. Các vùng của những thiên hà này với các điều kiện vật lý khác nhau mà ánh sáng Lyman alpha truyền qua có thể thay đổi đường đi của từng photon tạo nên ánh sáng, thay đổi bước sóng của chúng và thậm chí hấp thụ một phần ánh sáng.
Thực tế là ánh sáng Lyman alpha có thể bắt gặp các vùng nóng, vùng bụi bặm hoặc các khu vực có đám mây khí chảy mạnh trong thiên hà nguồn của chúng và trong suốt hành trình của nó có nghĩa là vào thời điểm nó đến được với chúng ta, thông tin mà nó mang theo có thể khó diễn giải.
Tuy nhiên, nếu có thể giải thích chính xác ánh sáng này sau hành trình phức tạp của nó, thì nó có thể tiết lộ một lượng thông tin đáng kể về các tính chất vật lý của các thiên hà mà nó bắt nguồn.
Để hiểu rõ hơn về các phát xạ này và để xây dựng Mẫu tham chiếu Lyman Alpha (LARS), nhóm đã chọn 45 thiên hà địa phương có khả năng hình thành sao cao, quan sát chúng trên toàn bộ phổ điện từ. Điều này cho phép nhóm nghiên cứu suy ra lượng ánh sáng Lyman alpha thoát ra khỏi mỗi thiên hà và phần này tương quan như thế nào với các đặc tính vật lý của thiên hà đó.
Một trong những phát hiện quan trọng nhất mà các nhà thiên văn đạt được là mối liên hệ giữa lượng khí, plasma (là khí siêu nóng, tích điện) và lớp vỏ bụi bao quanh các thiên hà mà họ nghiên cứu và lượng ánh sáng Lyman alpha thoát ra khỏi chúng.
“Có một mối tương quan rõ ràng giữa lượng bụi vũ trụ mà một thiên hà có và lượng Lyman mà nó thải ra,” Melinder nói trong một tuyên bố. “Điều này đã được mong đợi, bởi vì bụi hấp thụ ánh sáng, nhưng hiện tại chúng tôi đã định lượng được hiệu ứng.”
Các nhà khoa học cũng có thể xác định cách thức khí này phân bố trong các thiên hà và cách nó di chuyển qua chúng.
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra mối liên hệ giữa tổng khối lượng của ngôi sao trong một thiên hà có lượng ánh sáng Lyman alpha có thể thoát ra khỏi nó, mặc dù mối liên hệ này kém rõ ràng hơn so với mối liên hệ giữa khí và sự thoát ra của ánh sáng này.
Tuy nhiên, điều dường như không liên quan đến sự thoát ánh sáng Lyman alpha trong các thiên hà là tốc độ hình thành các ngôi sao mới của các thiên hà đó.
Có liên quan: Nghiên cứu mới cho thấy vũ trụ sơ khai chứa đầy những ngôi sao có kích thước gấp 10.000 lần mặt trời của chúng ta
Ánh sáng Lyman alpha ‘thu nhỏ’ các thiên hà
Một điều mà nhóm nghiên cứu nhận thấy có thể đặc biệt quan trọng là khi được quan sát ở các bước sóng ánh sáng khác, những thiên hà này đột nhiên trông lớn hơn đáng kể. Đây là một hiệu ứng đã được các nhà thiên văn học nhìn thấy trước đây.
“Chúng tôi thấy hiệu ứng tương tự trong mô phỏng máy tính của các thiên hà với các tính toán về cách Lyman alpha di chuyển qua các đám mây khí trong không gian giữa các vì sao”, thành viên nhóm Peter Laursen, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Bình minh Vũ trụ ở Đan Mạch, cho biết trong cùng một tuyên bố. “Điều này xác nhận rằng chúng tôi có hiểu biết lý thuyết khá tốt về vật lý đang diễn ra.”
Hiệu ứng này rất quan trọng để xem xét khi quan sát các thiên hà sơ khai và ở xa, bởi vì ánh sáng từ vùng ngoại vi của chúng có thể quá mờ để phát hiện hoặc có thể vượt quá giới hạn của máy dò đang quan sát chúng. Điều đó có nghĩa là việc kiểm tra và định lượng hiệu ứng này như đã thấy trong LARS có thể giúp các nhà thiên văn giải thích nó tốt hơn và do đó xác định chính xác hơn kích thước của các thiên hà sơ khai.
Melinder kết luận: “Những kết quả này sẽ giúp giải thích các quan sát về các thiên hà rất xa, nhưng tương tự nhau, được quan sát bằng kính viễn vọng không gian Hubble và James Webb”. “Hiểu được vật lý thiên văn chi tiết 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.”
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố vào đầu tháng này trên tạp chí Loạt tạp chí vật lý thiên văn bổ sung.
Nguồn: Space
Xem thêm nội dung mới và bổ ích tại:
– Kiến thức gia đình
– Tri thức đời sống
– Cẩm nang sức khỏe
– Kênh youtube Kiến thức gia đình