Vật thể xa nhất con người nhìn thấy là gì?

Với mắt thường, bầu trời đêm có hơn 9.000 điểm sáng, nhưng phần quan sát được này chỉ là một góc nhỏ của vũ trụ.

Hệ sao khả kiến (nhìn thấy được) gần nhất là Alpha Centauri, cách Trái đất khoảng 4,25 năm ánh sáng. Ngôi sao gần nhất trong hệ 3 ngôi sao này là Proxima Centauri, nhưng vì là sao lùn đỏ nên nó quá mờ để quan sát mà không có kính viễn vọng.

Mô phỏng chớp sáng phun lên từ ngôi sao Proxima Centauri. (Ảnh: NRAO/S. Dagnello)

Ngôi sao xa nhất mà mắt thường có thể thấy là V762 Cas, một ngôi sao biến quang cách Trái đất 16.000 năm ánh sáng. Dù có thể sáng hơn Mặt trời 100.000 lần, khoảng cách quá xa khiến nó chỉ vừa đủ để quan sát với tầm nhìn ban đêm của con người trong điều kiện lý tưởng.

Mọi ngôi sao mà con người nhìn thấy bằng mắt thường đều có khối lượng lớn hơn Mặt trời rất nhiều. Những ngôi sao tương đương Mặt trời hoặc nhỏ hơn không đủ sáng để vượt qua khoảng cách hàng năm ánh sáng giữa chúng và Trái đất, do đó trở nên vô hình.

V762 Cas là ngôi sao xa nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường, nhưng không phải là vật thể xa nhất quan sát được mà không cần kính viễn vọng. Danh hiệu này thuộc về thiên hà Andromeda. Chứa hơn một nghìn tỷ ngôi sao, trong mắt người, thiên hà này xuất hiện dưới dạng một khoảng mờ lớn bằng nắm tay vươn ra. Khi nhìn Andromeda, người quan sát đang đón nhận ánh sáng truyền đi từ 2,5 triệu năm trước.

Ngoài ra, có một số chớp sáng và vụ nổ tạm thời tăng độ sáng đến mức đáng kinh ngạc, khiến chúng trở nên khả kiến trong thời gian ngắn dù ở khoảng cách cực xa. Ví dụ, năm 2008, người ta có thể nhìn thấy vụ nổ tia gamma GRB 080319B bằng mắt thường trong khoảng 30 giây, dù nó cách xa hơn 7,5 tỷ năm ánh sáng. Điều này đồng nghĩa, khi ánh sáng từ vụ nổ bắt đầu truyền đi, hệ Mặt trời thậm chí còn chưa hình thành.

Một vùng thiên hà xa xôi do kính viễn vọng không gian James Webb chụp. (Ảnh: NASA/ESA/CSA/STScI).

Kính viễn vọng cho phép con người quan sát những vật thể mờ hơn vì chúng thu thập nhiều ánh sáng hơn, đồng thời quan sát những vật thể xa hơn vì chúng giúp phóng đại hình ảnh. Tuy nhiên, kể cả với những kính viễn vọng mặt đất và không gian tiên tiến nhất, thực hiện các cuộc khảo sát sâu rộng nhất, giới khoa học mới chỉ lập bản đồ chưa đến 3% số sao trong dải Ngân Hà và chưa đến 1% số thiên hà trong vũ trụ quan sát được.

Để quan sát những vật thể xa hơn, các chuyên gia tận dụng một hiện tượng tự nhiên độc đáo: Khi ánh sáng từ một ngôi sao hoặc thiên hà xa xôi đi qua một cụm thiên thể khổng lồ, lực hấp dẫn của cụm này có thể phóng đại hình ảnh, đôi khi lên tới hơn 10.000 lần.

Hiện tượng này được gọi là thấu kính hấp dẫn. Nhờ đó, các nhà thiên văn có thể phát hiện ra ngôi sao đơn lẻ xa nhất từng ghi nhận: Earendel. Earendel xuất hiện chỉ khoảng 900 triệu năm sau vụ nổ Big Bang, thuộc thế hệ sao đầu tiên trong vũ trụ. Dù ánh sáng từ Earendel mất 12,9 tỷ năm để tới Trái đất, ngôi sao này hiện cách Trái đất hơn 28 tỷ năm ánh sáng do vũ trụ giãn nở ngày càng nhanh kể từ sau vụ nổ Big Bang.

Cũng với thấu kính hấp dẫn, các nhà thiên văn đã sử dụng kính viễn vọng không gian James Webb để đo chính xác khoảng cách tới JADES-GS-z13-0, thiên hà xa nhất từng ghi nhận. JADES-GS-z13-0 hiện cách Trái đất hơn 33,6 tỷ năm ánh sáng và hình thành khi vũ trụ chỉ mới 400 triệu năm tuổi. Giới chuyên gia cho rằng, con người vẫn có thể nhìn thấy những vật thể vũ trụ xa xôi hơn nữa trong tương lai.