Kính viễn vọng Không gian James Webb đang định hình lại cách các nhà thiên văn học hiểu về sự tiến hóa của thiên hà, đặc biệt là thông qua khám phá mới nhất cho thấy gió vũ trụ mạnh ảnh hưởng đến cái chết của các thiên hà trong vũ trụ sơ khai. Bằng cách kết hợp các quan sát với ALMA, các nhà khoa học đã xác định được các dòng khí cực lớn có thể giải thích tại sao các hệ thống lớn ngừng hình thành sao sớm hơn nhiều so với dự kiến.
Phát hiện này tập trung vào những khám phá không gian sâu xung quanh một hệ thống xa xôi được gọi là CRISTAL-02, nơi một cơn gió có thể tiêu diệt thiên hà xuất hiện đủ mạnh để loại bỏ vật liệu hình thành sao. Thay vì đưa ra câu trả lời cuối cùng, bằng chứng này bổ sung thêm một lớp quan trọng cho nghiên cứu về sự tiến hóa của thiên hà, cho thấy môi trường vũ trụ sơ khai có thể hỗn loạn và tàn phá hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.
Khám phá của Kính viễn vọng Không gian James Webb cho thấy điều gì
Phát hiện này kết hợp dữ liệu từ Kính viễn vọng Không gian James Webb và ALMA, sử dụng các quan sát hồng ngoại và dưới milimet để nghiên cứu cấu trúc thiên hà và chuyển động của khí. Hệ thống mục tiêu, CRISTAL-02, được nhìn thấy khoảng một tỷ năm sau Vụ nổ lớn, đặt nó sâu trong vũ trụ sơ khai.
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một gió giết thiên hàmột dòng chảy tốc độ cao khổng lồ đang đẩy khí lạnh ra khỏi hệ thống và vào không gian giữa các thiên hà. Khí này là thành phần chính cần thiết cho sự hình thành sao trong tương lai.
Mặc dù mất đi vật chất, CRISTAL-02 vẫn đang hình thành sao với tốc độ gần gấp đôi so với các thiên hà tương tự ở cùng thời đại. Thiên hà này cũng là một phần của sự hợp nhất liên quan đến nhiều hệ thống tương tác, khiến các điều kiện càng trở nên khắc nghiệt hơn.
Nếu dòng chảy tiếp tục với tốc độ hiện tại, cuối cùng hệ thống có thể mất đi lượng nhiên liệu cần thiết để tạo ra các ngôi sao mới. Quá trình này có thể giúp giải thích tại sao một số thiên hà khổng lồ trong vũ trụ sơ khai dường như chết đi nhanh chóng như vậy.
Tại sao gió vũ trụ quan trọng đối với sự tiến hóa của thiên hà
Gió vũ trụ đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa thiên hà vì chúng kiểm soát liệu các thiên hà có thể tiếp tục hình thành sao hay không. Trong khám phá này, Kính viễn vọng Không gian James Webb đã tiết lộ một cơn gió tiêu diệt thiên hà đủ mạnh để loại bỏ khí cần thiết cho quá trình sản xuất sao trong tương lai, liên kết hoạt động bên trong thiên hà với sự tồn tại lâu dài.
Nghiên cứu này cũng giúp giải thích một bí ẩn lâu đời về cái chết của các thiên hà trong vũ trụ sơ khai. Nhiều hệ thống lớn được kỳ vọng sẽ phát triển nhanh chóng, tuy nhiên các quan sát cho thấy chúng trở nên ngừng hoạt động sớm hơn nhiều so với dự đoán của các mô hình.
Trong CRISTAL-02, sự hình thành sao mạnh mẽ có thể đã kích hoạt các quá trình phản hồi mà cuối cùng đã trục xuất chính vật chất cần thiết để duy trì nó. Điều này cho thấy sự tiến hóa của thiên hà thường có thể bao gồm các giai đoạn tự hủy diệt do chính năng lượng phát ra của nó.
Sáp nhập dường như đóng một vai trò quan trọng trong quá trình này. Khi các thiên hà va chạm nhau, khí bị nén vào các khu vực trung tâm, gây ra sự bùng nổ hình thành sao, sau đó là các cơn gió do siêu tân tinh tạo ra, định hình lại toàn bộ các thiên hà.
Các nhà thiên văn học đang học gì về các thiên hà sơ khai
Khám phá này cho thấy rằng cái chết sớm của thiên hà có thể phổ biến hơn nhiều so với những gì người ta tin trước đây. Với nhiều thiên hà khổng lồ ban đầu tương tác với các thiên hà lân cận, sự hợp nhất và gió tiêu diệt thiên hà có thể đã đóng một vai trò quan trọng trong việc định hình sự tiến hóa của thiên hà trong vũ trụ trẻ.
Trong CRISTAL-02, quan sát đơn lẻ này trở thành một mô hình rộng hơn về cách các cấu trúc vũ trụ ban đầu hình thành, va chạm và cuối cùng sụp đổ. Nó gợi ý rằng các tương tác bạo lực không phải là hiện tượng hiếm gặp mà là một phần thường xuyên của quá trình phát triển thiên hà.
Những phát hiện này cũng ủng hộ ý tưởng về các thiên hà “sống nhanh, chết trẻ”. Thay vì mờ dần, nhiều hệ thống có thể đã nhanh chóng tiêu thụ và thải khí của chúng thông qua sự hình thành và phản hồi sao mạnh mẽ, khiến vũ trụ sơ khai trở nên năng động và không ổn định hơn nhiều.
Những cơn gió vũ trụ định hình lại câu chuyện về sự tiến hóa của thiên hà
Việc phát hiện ra cơn gió giết chết thiên hà trong CRISTAL-02 đưa ra lời giải thích thuyết phục về cái chết của các thiên hà trong vũ trụ sơ khai. Bằng cách chỉ ra cách gió vũ trụ có thể loại bỏ khí hình thành sao, khám phá này kết nối các quan sát không gian sâu với các câu hỏi lâu đời về quá trình tiến hóa của thiên hà.
Thay vì những trường hợp riêng biệt, những sự kiện này có thể đại diện cho một giai đoạn phổ biến trong lịch sử vũ trụ sơ khai. Đối với những độc giả theo dõi những khám phá về không gian sâu thẳm, cái nhìn sâu sắc quan trọng là vòng đời của thiên hà có thể được định hình nhiều bởi phản hồi dữ dội bên trong cũng như bởi các điều kiện vũ trụ bên ngoài.
Nguồn ScienceTimes