Hiện tượng thiếu hụt khí hi-đrô trên các thiên hà xa xôi làm phiền lòng các nhà thiên văn học

E-mail | Bản in | Lưu xem sau

Một thứ vật chất thiết yếu đang lạc xa ngoài tầm với của vũ trụ, đó chính là khí hi-đrô, vật liệu chủ yếu hình thành nên các vì sao, hành tinh và thậm chí cả sự sống.

Khám phá mới về thiếu hụt mặt thấy rõ của hi-đrô trên các thiên hà xa xôi do nhóm các nhà thiên văn học Úc Châu thực hiện đang làm giới nghiên cứu hoang mang vì vốn dĩ khi hi-đrô là thành phần cơ bản cấu tạo nên vật chất trong vũ trụ.

Giai đoạn đầu trong sự hình thành vũ trụ chắc chắn đã có rất nhiều khí hi-đrô vì lúc đó nó chưa mất đi do sự hình thành của tất các vì sao và thiên hà mà ngày nay chúng ta biết tới.

Tiến sỹ Steve Curran và các đồng nghiệp tại đại học New South Wales đã tiến hành quan sát bằng kính viễn vọng vô tuyến Metrewave Khổng lồ tại Ấn độ, chiếc kính gồm hệ thấu kính đường kính 45 mét  và là một trong những kính viễn vọng vô tuyến nhạy nhất thế giới. Kết quả nghiên của sẽ được phát hành trong số tới trong Monthly Notices của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.

Bằng việc quan sát các thiên hà cách chúng ta trên 11,5 năm ánh sáng, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng rõ rằng có sự thiếu hụt khí hi-đrô khi vũ trụ được mới 2 triệu năm tuổi, rất lâu trước thời kì mặt trời và tất cả các vì sao trên vũ trụ ngày nay hình thành.

Sao hình thành khi các đám mây hi-đrô cực lạnh đổ sập xuống do trọng lực cho đến lúc chúng trở nên đủ dày đặc để làm tan chảy hỗn hợp hạt nhân. Qua hàng tỉ năm, quá trình này dẫn tới hình thành nên các thành phần nặng hơn cấu tạo nên các hành tinh, con người và vật chất khác. Mỗi thiên hà có thể chứa những khối khí lớn tương đương với vài ba tỉ ngôi sao, giống như trong Ngân Hà của chúng ta.

Tiến sỹ Curran cho biết: “Vì khí hi-đrô bị tiêu hao trong quá trình hình thành sao nên chúng ta có thể tin tưởng rằng có nhiều hi-đrô trong sâu thẳm vũ trụ hay trong gia đoạn sớm hơn của vũ trụ khi tất thảy các vì sao chúng ta thấy ngày nay chưa được hình thành.”

Nhóm nghiên cứu của ông đã phân tích dữ liệu thu được từ các kính thiên văn quang học và phát hiện ra rằng dù hoàn toàn mờ mịt do khoảng cách quá mênh mông nhưng các thiên hà xa xôi vẫn thực sự đang tỏa ra một khối lượng năng lượng khổng lồ.

Người ta tin rằng nguồn năng lượng này chủ yếu sinh ra do quá trình ma sát của vật chất chuyển động xoắn ốc gần tốc độ ánh sáng vào hố đen ở trung tâm mỗi thiên hà. Các “chuẩn tinh” này ngày này có thể tìm thấy mọi nơi trên bấu trời nhưng chủ yếu xuất hiện trong giai đoạn sơ khai của vũ trụ.

“Với khoảng cách xa như vậy, chỉ có những thiên thể có sức phát phát quang mạnh nhất mới được biết tới”, Tiến sỹ Curran cho biết thêm. “Bức xạ cực lớn từ vật chất tạo nên hố đen vũ trụ trong những chuẩn tinh này là vô cùng và chúng tôi tin rằng song bức xạ này hình thành do các electron tách ra khỏi nguyên tử, phát hủy phân tử khí hi-đrô.”

Quá trình này biến khi hi-đrô thành đám mù của các phần tử trong phân tử tự do có tên là “plasma”, chất mà các tần số vô tuyến dùng để tìm kiếm chưa thể dò ra. “Việc tìm kiếm hi-đrô trung tính trong các thiên hà chưa chuẩn tinh ở khoảng cách như vậy đang thực sự làm các kính thiên văn vô tuyến hiện có bộc lộ hạn chế của mình”, tiến sỹ Curran nói.

Với thế hệ công cụ tân tiên tiếp theo, ví như hệ thống Square Kilometre Array Pathfinder của Úc chẳng hạn, hi vọng chúng ta có thể thăm dò ở độ sâu cần thiết để xem khí hi-đrô bị i-ông hóa như thế nào.”

“Trong khi đó các nhà thiên văn đang truy tìm nguồn gốc phát ra sóng vô tuyến mà không phát quang kèm theo. Sóng phát ra hé mở với chúng ta rằng có thứ vật chất gì đó vô hình với kính viễn vọng quang học đang tồn tại ở đó. Các thiên hà như vậy sẽ chứa nhiều chuẩn tinh ôn hòa hơn mà nhờ đó chúng ta thăm dò ra khí hi-đrô trung tính.”

(Theo Sciencedaily - Sở KHCN Đồng Nai )