Khám phá được kính viễn vọng James Webb phát hiện là ánh sáng đến từ một thiên hà trong vũ trụ sơ khai (từ kỷ nguyên quark đến hết kỷ nguyên photon). Điểm gây ngạc nhiên là ánh sáng này không thể đến được với các cảm biến của kính viễn vọng dựa trên các định luật vật lý hiện tại.
Vị trí của JADES-GS-z13-1 trong khảo sát thực địa sâu của JWST.
Phát hiện mở ra những hiểu biết mới về giai đoạn đầu của quá trình tiến hóa của các ngôi sao và thiên hà, có thể ảnh hưởng lớn đến nhận thức khoa học của chúng ta về các quá trình này.
Công trình nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Nature tập trung vào thiên hà JADES-GS-z13-1, được Webb phát hiện 330 triệu năm sau Vụ nổ Big Bang. Vào thời điểm này, ánh sáng khả kiến từ những ngôi sao và thiên hà đầu tiên vẫn còn khó khăn trong việc lan tỏa khắp vũ trụ. Tín hiệu từ thiên hà JADES-GS-z13-1 mà James Webb ghi lại có thể đại diện cho giai đoạn tiến hóa muộn hơn của vũ trụ, và sự xuất hiện của nó đã khiến các nhà khoa học bối rối.
Phát hiện đáng chú ý này liên quan đến vạch Lyman-alpha trong thiên hà JADES-GS-z13-1, một vạch quang phổ của bức xạ cực tím từ hydro với bước sóng 121,6 nanomet. Hiện tượng này xảy ra khi một electron trong nguyên tử hydro chuyển từ mức kích thích xuống mức cơ bản, phát ra một photon.
Vạch Lyman-alpha trong thiên hà JADES-GS-z13-1.
Trong vũ trụ sơ khai, các photon cực tím từ vạch này thường bị hydro trung tính hấp thụ, tạo ra các dấu hiệu đặc trưng trong quang phổ phát xạ của các vật thể xa xôi. Tuy nhiên, việc phát hiện vạch này trong một thiên hà tồn tại 330 triệu năm sau Vụ nổ Big Bang là điều không tưởng vì nó chỉ có thể được nhìn thấy trong một bong bóng trong suốt có đường kính 650.000 năm ánh sáng. Chính điều này tạo nên một bí ẩn cho các nhà nghiên cứu.
Hiện tại, có hai giả thuyết được đưa ra để giải thích hiện tượng này. Thứ nhất, nó có thể là kết quả của hoạt động cực đoan của lỗ đen trong thiên hà. Thứ hai, thiên hà này có thể chứa một số lượng lớn các ngôi sao siêu lớn, mỗi ngôi sao có khối lượng gấp 100-300 lần Mặt trời.
Chấm đỏ nhỏ là JADES-GS-z13-1.
Tuy nhiên, cả hai giả thuyết vẫn chưa có đủ bằng chứng để khẳng định. Các nhà khoa học sẽ tiếp tục theo dõi thiên hà xa xôi này và hy vọng phát hiện thêm những vật thể tương tự, góp phần quan trọng vào việc tìm hiểu các quá trình diễn ra trong Vũ trụ sơ khai, nơi mà việc nhận tín hiệu rõ ràng là một thách thức lớn.
