Ánh sáng rò rỉ từ một thiên hà xa xôi gợi lên nguồn gốc vũ trụ

Một thiên hà bị rò rỉ có thể sẽ đưa ra manh mối về một sự thay đổi vũ trụ rộng lớn được đưa vào vũ trụ trong thời trẻ.

Trong khoảng một tỷ năm sau Vụ nổ lớn, một thứ gì đó đã tước đi gần như tất cả các nguyên tử hydro trong vũ trụ của các electron của chúng. Các nhà thiên văn học này đã đánh đố lại các nhà thiên văn học, người có thể giải thích tất cả năng lượng cần thiết để thực hiện một thay đổi sâu rộng như vậy (SN: 2/6/17).

Một thiên hà được mệnh danh là Sunburst Arc có thể giúp ích. Nó dường như đang nổ tung bức xạ cực tím ion hóa thông qua một lỗ nhỏ (hoặc lỗ) được khắc ra khỏi khí thấm vào thiên hà, các nhà nghiên cứu báo cáo trong Khoa học ngày 8 tháng 11. Các kênh tương tự trong thế hệ thiên hà sớm nhất có thể đã cung cấp một lối thoát cho ánh sáng gay gắt đối với hydro giữa các thiên hà.

Trong khi những ngôi sao trẻ trung khổng lồ có thể tạo ra bức xạ ion hóa, ánh sáng gặp khó khăn trong việc điều hướng các bụi khí và bụi trong thiên hà chủ. Không phải tất cả đều có thể vượt ra ngoài thiên hà, chứ đừng nói đến việc tái tạo môi trường giữa các thiên hà, Brant Robertson, nhà thiên văn học tại Đại học California, Santa Cruz, người không tham gia nghiên cứu. Tuy nhiên, phải ra khỏi nó, đưa ra những gì đã xảy ra với kho vũ khí hydro.

Trực tiếp tìm kiếm bức xạ ion hóa từ các thiên hà đầu tiên là không cần thiết. Những đám mây khí xen kẽ hấp thụ ánh sáng mờ nhạt đó rất lâu trước khi đến Trái đất. Cách để đi về vấn đề này là tìm kiếm các chất tương tự [gần hơn], Chuyên gia Joanna Bridge, một nhà thiên văn học tại Đại học Louisville ở Kentucky cũng không tham gia vào nghiên cứu này. Chúng tôi tìm kiếm các thiên hà giống nhau và nhận được sự hiểu biết về các quá trình vật lý có thể xảy ra.

Ionizing radiation blasts out of a single spot in the Sunburst Arc galaxy, made visible here using a special filter on the Hubble Space Telescope. The six spots of light are all from the same source, and are distorted and replicated thanks to the gravity of an intervening galaxy cluster (not shown).T.E. RIVERA-THORSEN, HUBBLE SPACE TELESCOPE

Gặp gỡ Sunburst Arc, một thiên hà trong chòm sao nhỏ Apus phía nam có ánh sáng phải mất gần 11 tỷ năm để đến Trái đất - xa, nhưng không xa như các thiên hà chịu trách nhiệm tái tạo. Một phần của điều khiến Sunburst Arc trở nên đặc biệt là nó ẩn đằng sau một cụm thiên hà gần hơn nhiều. Lực hấp dẫn từ cụm sao đó khuếch đại và làm mờ ánh sáng Sunburst Arc, thành một vòng cung - do đó biệt danh của nó - tạo ra 12 hình ảnh méo mó của thiên hà bị vấy bẩn trên bầu trời.

Nếu không có sự hỗ trợ về lực hấp dẫn này, có lẽ chúng ta sẽ không chú ý đến nó, anh ấy nói rằng Thøger Emil Rivera-Thorsen, một nhà thiên văn học tại Đại học Stockholm. Đây sẽ chỉ là một trong số hàng triệu người nữa.

Hai năm trước, Rivera-Thorsen và các đồng nghiệp đã nhận thấy rằng một bước sóng đặc biệt của tia cực tím từ thiên hà này dường như lén lút qua những khoảng trống nhỏ trong khí hydro của nó, giống như nước qua một cái sàng. Ánh sáng này không đủ năng lượng để ion hóa hydro. Nhưng thông qua những khoảng trống đó, nhóm nghiên cứu đưa ra giả thuyết, ánh sáng ion hóa mạnh mẽ hơn cũng có thể thoát ra.

Để kiểm tra ý tưởng của họ, nhóm nghiên cứu đã hướng Kính thiên văn vũ trụ Hubble vào Arc Sunburst. Trong tất cả 12 hình ảnh bị bóp méo hấp dẫn, các nhà nghiên cứu đã thấy ánh sáng cực tím có khả năng ion hóa hydro nổ ra từ một khu vực nhỏ trong thiên hà. Nguồn phát ra tia cực tím trùng với một chùm ánh sáng chói được thấy trong các hình ảnh Hubble trước đó, ánh sáng mà nhóm nghiên cứu nghi ngờ tỏa ra từ một túi hình thành sao cực mạnh không quá 520 năm ánh sáng. Các nhà khoa học nghĩ rằng bức xạ ion hóa từ những ngôi sao trẻ này đang sử dụng một hoặc một vài lỗ hổng trong khí xung quanh để thoát vào không gian liên thiên hà.

Đối tượng này là một phòng thí nghiệm độc đáo để hiểu cách chi tiết trong đó các photon ion hóa thoát ra khỏi một thiên hà, theo Roberts Robertson. Phát hiện này cũng gợi nhớ đến một thiên hà khác gần hơn rất nhiều, nơi một vài năm trước các nhà thiên văn học đã báo cáo sự rò rỉ ánh sáng ion hóa tương tự (SN: 10/10/14).

Cho dù điều này thực sự là một mảnh còn thiếu trong câu đố tái hiện vẫn còn được nhìn thấy. Trong một phần của vũ trụ chúng ta đã nghiên cứu, đây là một thiên hà không điển hình, theo River River-Thorsen. Trong số hàng trăm ngàn nhóm nghiên cứu đã xem xét, không có thiên hà nào khác xuất hiện để hành xử theo cách này. Liệu các con đường mở như vậy trong khí có phổ biến hơn trong các thiên hà trước đó hay không vẫn chưa được biết. Ông nói rằng vẫn còn một câu hỏi mở.