Một kính viễn vọng vô tuyến CSIRO đã phát hiện ra nguyên liệu thô để tạo ra những ngôi sao đầu tiên trong các thiên hà hình thành khi Vũ trụ chỉ mới ba tỷ năm tuổi.
Kính thiên văn là kính viễn vọng nhỏ gọn của Kính viễn vọng CSIRO từ Úc gần Narrabri, NSW. Giáo sư Ron Ekers, giáo sư thiên văn học CSIRO, cho biết, một trong số rất ít kính viễn vọng trên thế giới có thể thực hiện công việc khó khăn như vậy, bởi vì nó cực kỳ nhạy và có thể thu được sóng vô tuyến có bước sóng phù hợp.
Nguyên liệu thô để tạo ra các ngôi sao là khí hydro phân tử lạnh, H2. Nó có thể được phát hiện trực tiếp nhưng sự hiện diện của nó được tiết lộ bởi một loại khí ‘tracer, carbon monoxide (CO), phát ra sóng vô tuyến.
Ăng-ten của kính thiên văn mảng nhỏ gọn CSIRO. Ảnh: David Smyth
Trong một dự án, nhà thiên văn học Tiến sĩ Bjorn Emonts (Khoa học thiên văn và vũ trụ CSIRO) và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng Compact Array để nghiên cứu một tập hợp khổng lồ, xa xôi của các cụm 'hình thành sao' hoặc 'thiên hà' đang trong quá trình kết hợp với nhau như một thiên hà đồ sộ. Cấu trúc này, được gọi là Spiderweb, nằm cách xa hơn mười nghìn triệu năm ánh sáng.
Nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Emonts nhận thấy rằng Nhện chứa ít nhất sáu mươi nghìn triệu lần khối lượng Mặt trời trong khí hydro phân tử, trải rộng trên một khoảng cách gần một phần tư triệu năm ánh sáng. Đây phải là nhiên liệu cho sự hình thành sao đã được nhìn thấy trên khắp Spiderweb. Thật vậy, nó đủ để giữ các ngôi sao hình thành trong ít nhất 40 triệu năm nữa, ông nói.
Trong một loạt nghiên cứu thứ hai, Tiến sĩ Manuel Aravena (Đài thiên văn Nam châu Âu) và các đồng nghiệp đã đo CO, và do đó H2, trong hai thiên hà rất xa.
Spiderweb, được chụp bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble - một thiên hà trung tâm (MRC 1138-262) được bao quanh bởi hàng trăm cụm sao hình thành khác. Tín dụng: NASA, ESA, George Miley và Roderik Overzier (Đài thiên văn Leiden)
Các sóng vô tuyến mờ từ các thiên hà này được khuếch đại bởi các trường hấp dẫn của các thiên hà khác - những sóng nằm giữa chúng ta và các thiên hà xa xôi.
Quá trình này, được gọi là thấu kính hấp dẫn, có tác dụng như một thấu kính phóng đại và cho phép chúng ta nhìn thấy các vật thể ở xa hơn cả Spiderweb, tiến sĩ Aravena nói.
Nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Aravena đã có thể đo lượng H2 trong cả hai thiên hà mà họ nghiên cứu. Đối với một người (được gọi là SPT-S 053816-5030.8), họ cũng có thể sử dụng phát xạ vô tuyến để ước tính thiên hà hình thành sao nhanh như thế nào - một ước tính độc lập với các cách khác mà các nhà thiên văn đo được tỷ lệ này.
Khả năng phát hiện CO của Compact Array, là do một bản nâng cấp đã tăng băng thông của nó - lượng phổ vô tuyến mà nó có thể nhìn thấy bất cứ lúc nào - gấp mười sáu lần, và khiến nó nhạy hơn rất nhiều.
Ron mảng nhỏ bổ sung cho kính thiên văn ALMA mới ở Chile, tìm kiếm sự chuyển đổi tần số cao hơn của CO, Ron nói.
Thông qua CSIRO