Đồ họa mô phỏng thiên hà Galaxy DLA0817g hay Wolfe Disk. Ảnh: S. Dangnello.
Trong vũ trụ 13,8 tỷ năm tuổi, hầu hết các thiên hà được hình thành dần dần trong hàng tỷ năm và đạt đến kích thước như hiện tại tương đối muộn. Ví dụ như Dải Ngân Hà của chúng ta, nó đã trải qua một loạt vụ sáp nhập trong 6 tỷ năm đầu tiên kể từ vụ nổ Big Bang.
Tuy nhiên, một khám phá mới được thực hiện tại đài thiên văn vô tuyến lớn nhất thế giới Atacama Large Millimiter/Submillimeter Array (ALMA) ở Chile đã "bẻ cong" các mô hình truyền thống của sự hình thành thiên hà. Trong báo cáo trên tạp chí Nature hôm 20/5, các nhà thiên văn học cho biết đã tìm thấy một thiên hà hình đĩa khổng lồ, có tên là Galaxy DLA0817g hay Wolfe Disk, hình thành từ thuở sơ khai của vũ trụ.
"Với sự trợ giúp của ALMA, giờ đây chúng ta đã có bằng chứng rõ ràng cho thấy Galaxy DLA0817g tồn tại từ khoảng 1,5 tỷ năm sau vụ nổ Big Bang", trưởng nhóm nghiên cứu Marcel Neeleman từ Viện thiên văn học Max Planck ở Heidelberg, Đức cho biết. Đây là thiên hà hình đĩa cổ xưa nhất và xa xôi nhất từng được biết đến.
Galaxy DLA0817g cách Trái Đất khoảng 12,5 tỷ năm ánh sáng và nặng gấp 72 tỷ lần Mặt Trời của chúng ta. Các quan sát từ ALMA cho thấy nó đang quay với tốc độ lên tới 272 km mỗi giây, tương tự Dải Ngân Hà.
Ảnh chụp thiên hà Wolfe Disk từ bộ ba kính viễn vọng ALMA, Hubble và VLA. Ảnh: Phys.
"Hầu hết các thiên hà cổ xưa mà chúng ta tìm thấy trong vũ trụ đều hình thành sau những vụ sáp nhập dữ dội giữa những thiên hà nhỏ và khối khí nóng. Đó là một mớ hỗn độn theo đúng nghĩa đen. Mô hình này không tạo ra các đĩa quay lạnh và có trật tự như những gì chúng ta nhìn thấy ở Galaxy DLA0817g", Neeleman giải thích về nguồn gốc bất thường của thiên hà mới.
Dựa trên các mô phỏng máy tính, nhóm nghiên cứu cho rằng một mạng lưới vật chất tối khổng lồ trong vũ trụ sơ khai có thể tạo điều kiện của sự hình thành của các thiên hà lạnh.
"Chúng tôi nghĩ rằng Wolfe Disk phát triển chủ yếu thông qua việc tích tụ khí lạnh đều đặn nhờ mạng lưới vật chất tối. Nhưng câu hỏi đặt ra là làm thế nào mà khối khí lớn như vậy được thiết lập trong khi vẫn duy trì một đĩa quay tương đối ổn định", Neeleman cho biết thêm.
Neeleman cùng các cộng sự đã tình cờ tìm thấy Galaxy DLA0817g khi họ kiểm tra ánh sáng từ một quasar hay chuẩn tinh (thiên thể cực xa và sáng, với hiện tượng dịch chuyển đỏ đặc trưng). Ánh sáng từ quasar được hấp thụ khi nó đi qua một "bể chứa" khí hydro khổng lồ bao quanh thiên hà. Đó là cách gián tiếp để các nhà thiên văn học biết đến sự tồn tại của một thiên hà mờ nhạt.
"Quan sát này cho thấy sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ được tăng cường như thế nào với độ nhạy tiên tiến mà kính thiên văn vô tuyến ALMA mang lại", Joe Pesce, Giám đốc chương trình thiên văn học tại Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ, tổ chức tài trợ cho dự án ALMA nhấn mạnh. "Thiết bị cho phép chúng ta thực hiện những khám phá mới và hầu hết quan sát đều bất ngờ".
Đoàn Dương (Theo Phys/Science Alert)