Các nhà thiên văn học đã thu được ánh sáng từ 40.000 thiên hà và phát hiện ra rằng ngay cả trong vũ trụ sơ khai, các thiên hà vẫn còn thức hoặc đang ngủ.
Các nhà thiên văn học đã biết trong nhiều năm rằng các thiên hà thể hiện một trong hai hành vi khác biệt: chúng là thức hoặc ngủ - tích cực hình thành sao hoặc không hình thành bất kỳ ngôi sao mới nào. Một cuộc khảo sát mới về vũ trụ xa xôi cho thấy, ngay cả những thiên hà còn rất trẻ, cách xa 12 tỷ năm ánh sáng là thức hay ngủ, có nghĩa là các thiên hà đã hành xử theo cách này trong hơn 85% lịch sử của vũ trụ. Kết quả khảo sát xuất hiện trong một bài báo xuất bản ngày 20 tháng 6 năm 2011 trong phiên bản trực tuyến của Tạp chí Vật lý thiên văn.
Centaurus A, một thiên hà hoạt động. Tín dụng hình ảnh: ESO / NASA et al
Nhìn vào các thiên hà xa hơn cũng giống như nhìn lại thời gian khi chúng còn nhỏ hơn nhiều, bởi vì phải mất bao lâu ánh sáng chúng phát ra để đến được chúng ta ở đây trên Trái đất. Kate Whitaker, một sinh viên tốt nghiệp Đại học Yale và là tác giả chính của bài báo, cho biết:
Việc chúng ta thấy những thiên hà trẻ như vậy trong vũ trụ xa xôi đã ngừng hoạt động là rất đáng chú ý.
Để xác định xem các thiên hà đã thức hay ngủ, Whitaker và các đồng nghiệp đã chế tạo một bộ lọc mới (mỗi bộ lọc nhạy với các bước sóng ánh sáng khác nhau), chúng được sử dụng trên kính viễn vọng Kitt Peak 4 mét ở Arizona. Họ đã dành 75 đêm để nhìn vào vũ trụ xa xôi và thu thập ánh sáng từ 40.000 thiên hà trong khoảng cách từ vũ trụ gần đó cách xa tới 12 tỷ năm ánh sáng. Khảo sát kết quả là nghiên cứu sâu nhất và đầy đủ nhất từng được thực hiện ở những khoảng cách và bước sóng ánh sáng đó.
Các thiên hà Bluer đang tích cực hình thành các ngôi sao, trong khi các thiên hà đỏ hơn đã ngừng hoạt động. Tín dụng hình ảnh: NASA, ESA, et al
Nhóm nghiên cứu đã giải mã được hành vi kép của các thiên hà dựa trên màu sắc của ánh sáng mà chúng phát ra. Vật lý của sự hình thành sao có nghĩa là các thiên hà hoạt động, thức giấc có vẻ xanh hơn, trong khi các thiên hà thụ động, buồn ngủ có xu hướng về phía cuối của quang phổ đỏ hơn.
Các nhà nghiên cứu đã học được rằng có nhiều thiên hà hoạt động mạnh hơn các thiên hà thụ động, điều này đồng ý với suy nghĩ hiện tại rằng các thiên hà bắt đầu tích cực hình thành các ngôi sao trước khi cuối cùng ngừng hoạt động.
Pieter van Dokkum, một nhà thiên văn học Yale và đồng tác giả của bài báo, cho biết:
Chúng tôi không thấy nhiều thiên hà ở giữa tiểu bang. Khám phá này cho thấy các thiên hà nhanh chóng đi từ trạng thái này sang trạng thái khác, từ việc tích cực hình thành các ngôi sao đến tắt.
Tiếp theo, chúng tôi hy vọng xác định liệu các thiên hà có qua lại giữa lúc thức và ngủ hay liệu chúng có ngủ không và không bao giờ thức dậy nữa. Chúng tôi cũng quan tâm đến việc các thiên hà mất bao lâu để ngủ và liệu chúng ta có thể bắt được một hành động ngủ gật hay không.
Liệu các thiên hà đang ngủ đã tắt hoàn toàn hay không vẫn là một câu hỏi mở, Whitaker nói. Tuy nhiên, nghiên cứu mới cho thấy các thiên hà hoạt động đang hình thành các ngôi sao với tốc độ lớn hơn khoảng 50 lần so với các đối tác buồn ngủ của chúng.
Điểm mấu chốt: Các nhà thiên văn học Kate Whitaker và Pieter van Dokkum của Yale và nhóm nghiên cứu đã sử dụng các bộ lọc đặc biệt trên kính viễn vọng để thu thập ánh sáng từ 40.000 thiên hà trong khoảng cách từ vũ trụ gần đó tới 12 tỷ năm ánh sáng để phân biệt các thiên hà hình thành sao tích cực ( thức tỉnh) từ các thiên hà không hình thành sao (ngủ). Kết quả khảo sát của họ xuất hiện trong phiên bản trực tuyến ngày 20 tháng 6 năm 2011 của Tạp chí Vật lý thiên văn.