Phát hiện ra cụm thiên hà phá vỡ kỷ lục về khoảng cách

Cụm thiên hà này được gọi là CL J1001+0220 (gọi tắt là CL J1001) nằm cách Trái đất khoảng 11,1 tỷ năm ánh sáng. Việc phát hiện ra đối tượng này đã đẩy lùi thời gian hình thành của các cụm thiên hà – cấu trúc lớn nhất trong vũ trụ được liên kết với nhau bởi lực hấp dẫn – khoảng 700 triệu năm.

Trưởng nhóm nghiên cứu – Tao Wang của Ủy ban Năng lượng Thay thế và Năng lượng nguyên tử của Pháp (CEA) – cho biết: “Cụm thiên hà này không chỉ đáng chú ý vì khoảng cách của nó, nó còn đang trải qua một giai đoạn tăng trưởng đột ngột đáng kinh ngạc và không giống với bất kỳ điều gì chúng ta đã từng thấy.”

Trong nhân của CL J1001 chứa 11 thiên hà khổng lồ, 9 trong số đó đang trải qua một sự bùng nổ ấn tượng về số lượng sao. Cụ thể, các ngôi sao đang hình thành trong nhân của cụm thiên hà với một tốc độ tương đương với sự hình thành của hơn 3.000 Mặt trời trong một năm, một giá trị cao đến mức ấn tượng đối với một cụm thiên hà, kể cả những cụm thiên hà vừa xa vừa trẻ giống như CL J1001.

Đài quan sát Chandra và Đài quan sát EMM- Newton của Cơ quan vũ trụ châu Âu (ESA) đã phát hiện ra sự phát xạ tia X khuếch tán có nguồn gốc từ một lượng lớn khí nóng, một trong những điểm nổi bật của một cụm thiên hà thực sự.

Đồng tác giả của nghiên cứu – Ông David Albaz, thuộc CEA – cho biết: “Dường như chúng ta đã bắt gặp cụm thiên hà này ở một giai đoạn quan trọng khi nó vừa mới chuyển đổi từ một tập hợp các thiên hà rời rạc thành một cụm thiên hà trẻ nhưng đã hình thành đầy đủ.

Trước đó, các nhà nghiên cứu mới chỉ quan sát được tập hợp rời rạc của các thiên hà – được gọi là “procluster”.

Kết quả cho thấy, các thiên hà hình e-líp trong những cụm thiên hà giống GL j 1001 có thể tạo thành các ngôi sao của chúng trong một quá trình bùng nổ ngắn và bạo lực hơn so với các thiên hà hình e-líp ở bên ngoài cụm thiên hà. Ngoài ra, phát hiện này còn cho thấy có rất nhiều sự hình thành sao ở các thiên hà diễn ra sau khi những thiên hà đó đã rơi vào một cụm thiên hà.

Khi so sánh kết quả nghiên cứu với mô phỏng trên máy tính về sự hình thành cụm thiên hà do các nhà khoa học thực hiện, các nhà thiên văn học đã nhận thấy rằng CL J1001 có khối lượng các ngôi sao cao quá mức tưởng tượng khi so sánh với tổng khối lượng của cả cụm thiên hà. Điều này cho thấy, sự tích tụ của các ngôi sao trong các cụm thiên hà nằm xa nhanh hơn nhanh hơn so với ý mô phỏng của các nhà nghiên cứu, hay nó có thể cho thấy rằng những cụm thiên hà như CL J1001 hiếm hoi đến mức không thể tìm thấy chúng trong các mô phỏng vũ trụ lớn nhất hiện nay.

Đồng tác giả Alexis Finoguenov từ Đại học Helsinki, Phần Lan cho biết: “Chúng tôi nghĩ rằng, chúng ta sẽ học được nhiều điều về sự hình thành của các cụm và các thiên hà trong cụm thông qua việc nghiên cứu đối tượng này. Và sẽ rất khó khăn để có thể tìm được một ví dụ khác.”

Kết quả được dựa trên các dữ liệu từ một nhóm lớn các đài quan sát trong vũ trụ và cả trên mặt đất, bao gồm: đài quan sát Chandra, Kính viễn vọng không gian Hubble và Spitzer của NASA, đài quan sát vũ trụ XMM-Newton và Herschel của ESA, kính thiên văn vô tuyến Karl G. Jansky Very Large Array của Tổ chức chức khoa học Hoa Kỳ, mạng lưới kính thiên văn Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), mạng lưới kính viễn vọng Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) của viện Institut de Radioastronomie Millimetrique, Pháp (IRAM), và Kính viễn vọng cực lớn của ESO.

Anh Thư (Tổng hợp)