Vệt khí bí ẩn khổng lồ đang phát triển trong vũ trụ

Các nhà thiên văn vừa phát hiện một vệt khí khổng lồ, rất sáng trôi dạt tự do trong vũ trụ xa xôi, và họ chưa tìm được nguyên nhân khiến nó trở nên sáng như thế.

Đám khí bụi phát sáng này nằm tại trung tâm của một nhóm thiên hà lớn, chúng là một trong những thiên hà đầu tiên được hình thành trong vũ trụ, cách chúng ta 10 tỷ năm ánh sáng.

Vệt khí sáng kia là một trong những thiên thể loại này đầu tiên mà chúng ta phát hiện, nên chúng ta vẫn chưa có nhiều thông tin về nó.

Thiên thể được gọi là Tinh vân Lyman-alpha khổng lồ (hay ELAN), không chỉ là thứ sáng nhất của loại thiên thể này, mà còn là một trong những loại thiên thể sáng nhất trong vũ trụ. Độ sáng của nó tương đương Tinh vân Slug, một tinh vân trải rộng 2 triệu năm ánh sáng xuyên qua các thiên hà.

"Nó cực kỳ sáng, và có thể nó sẽ to lớn hơn cả tinh vân Slug, nhưng chúng ta vẫn chưa thấy được gì nhiều về nó, ngoài vệt sáng lờ mờ. Nó là một hiện tượng kỳ lạ, khi có thể phát sáng một cách tràn đầy năng lượng mà không có nguồn cấp sáng rõ ràng", J. Xavier Prochaska, thành viên của nhóm nghiên cứu, từ Đại học California, cho biết.

Chỉ có một vài ELAN được phát hiện từ trước đến nay, khí bụi bên trong nó được cho là có sự gắn kết với các thiên hà gần đó lại với nhau, tạo thành một mạng lưới khổng lồ trong vũ trụ.

Những ELAN có lẽ là nguồn cấp năng lượng cho những hiện tượng cần bức xạ cao trong vũ trụ, như các quasar, sự tạo sao mới hay những vụ nổ siêu tân tinh. Tuy vậy, chúng ta vẫn chưa tìm thấy một sự kiện nào như thế, ngoài vụ nổ tạo thành tinh vân MAMMOTH-1 được phát hiện gần đây.

Những gì chúng ta biết là thứ ánh sáng phát ra từ nó có cùng bước sóng tương tự với ánh sáng được hấp thụ và phát ra bởi các phân tử hydro khi bị nguội đi – hay được gọi là bức xạ Lyman-alpha – nhưng chúng ta vẫn chưa biết rõ cách khiến chúng trở nên nóng hơn.

Các nhà khoa học dự đoán rằng, những hố đen siêu khổng lồ nuốt vật chất trong thiên hà và tạo thành những ELAN to lớn.

Một đám khí bụi bí ẩn, rất to lớn và rất sáng, vừa được tìm thấy trong vũ trụ. (Ảnh: Astrophysical Journal).

Tinh vân MAMMOTH-1 được tìm thấy bởi một cuộc khảo sát được gọi là Dự án Lập bản đồ Những thiên thể siêu khổng lồ được tạo ra bởi khí hydro (Mapping the Most Massive Overdensities Through Hydrogen - MAMMOTH). Dự án này cũng tìm kiếm những các tinh vân Slug từ năm 2014.

Những nhóm thiên hà trẻ rất rộng lớn, chứa đựng các thiên hà với mật độ cao đến bất thường chỉ trong một diện tích 50 triệu năm ánh sáng, tất cả được ràng buộc với nhau bằng lực hấp dẫn.

Những hình ảnh quan sát về các thiên hà này cho thấy chúng đã phát triển to lớn, vì các kính viễn vọng hiện đại nhất của con người cũng chỉ mới quan sát được vào 3 tỷ năm sau khi Vụ nổ lớn diễn ra.

Một số giả thuyết đã được đưa ra nhằm giải thích tại sao tinh vân MAMMOTH-1 nằm ở trung tâm các nhóm thiên hà trẻ khổng lồ lại trở nên rất sáng, những đám khí bụi này có khả năng cao chuyển động quanh một lõi thiên hà đang hoạt động, phóng ra lượng bức xạ lớn.

Những lõi thiên hà thế này được gọi là các AGN. Chúng là một vùng nhỏ nằm tại tâm thiên hà, có độ sáng cao hơn so với những lõi thiên hà thông thường. Nhóm nghiên cứu giải thích, các AGN được cung cấp năng lượng từ một hố đen siêu khổng lồ luôn nuốt mọi vật chất ở tâm thiên hà, khiến chúng trở nên vô cùng sáng.

Bức xạ phát ra từ các AGN có cường độ rất cao, được ion hóa bởi hydro trong không gian xung quanh nó, và điều này có thể gợi ý về sự tạo thành các ELAN, liên hệ đến những bức xạ Lyman-alpha siêu sáng.

Các quasar, hay chuẩn tinh, là những thiên thể sáng nhất trong vũ trụ. Chúng được cho là có những AGN sáng nhất được nhìn thấy. Tinh vân MAMMOTH-1 có thể sáng hơn nhưng vì chúng ta vẫn chưa biết nó được liên kết với một thứ gì, nên chúng ta chưa xác định chắc chắn được về nó.

"Chúng tôi không tìm thấy được thứ gì qua ánh sáng bước sóng khả kiến (mắt thường nhìn được), bởi vì có rất nhiều bụi khí nằm phía trước che chắn tầm nhìn của chúng ta. Chúng tôi sẽ tiếp tục quan sát chúng qua các bước sóng khác nhau", Prochaska cho biết.

Nhóm nghiên cứu cũng đã tìm thấy những quasar đơn lẻ trôi dạt trong vũ trụ ở khoảng cách 10 tỷ năm ánh sáng so với Trái Đất. Và các ELAN vẫn còn là một bí ẩn rất lớn trong vũ trụ đối với chúng ta.