Những ngôi sao đầu tiên trong Vũ trụ hình thành khi nào? Đây là một bài toán hóc búa trong thiên văn học và vũ trụ học, và một nghiên cứu mới về một thiên hà xa xôi đang giúp giải quyết nó.
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra oxy bị ion hóa từ quá trình hình thành sao trong một thiên hà xảy ra chỉ 250 triệu năm sau Vụ nổ lớn. Đó là oxy xa nhất từng được phát hiện.
Các nhà thiên văn học đã sử dụng Mảng Mi-li-mét/hạ milimet Atacama và Kính viễn vọng Rất Lớn (VLT) của ESO ở Chile để nghiên cứu thiên hà MACS1149-JD1.
Một ánh sáng yếu của oxy bị ion hóa đã được phát hiện trong thiên hà.
Khi ánh sáng hồng ngoại này chiếu qua vũ trụ để đến Trái đất, sự giãn nở của Vũ trụ khiến nó kéo dài ra các bước sóng dài hơn mười lần.
‘Tín hiệu’ này được phát ra cách đây 13,3 tỷ năm, chỉ 500 triệu năm sau Vụ nổ lớn và sự hiện diện của oxy là bằng chứng cho thấy có thể đã có các thế hệ sao trước đó trong thiên hà.
Các nhà thiên văn học tin rằng ngay sau Vụ nổ lớn, không có oxy trong Vũ trụ.
Oxy sau đó được hình thành bởi quá trình hợp nhất của những ngôi sao đầu tiên, và sau đó được giải phóng khi những ngôi sao đó chết đi.
Thực tế là các ngôi sao trong MACS1149-JD1 đã quá cũ bổ sung thêm một mảnh ghép khác cho câu đố về thời điểm các thiên hà đầu tiên xuất hiện trong Vũ trụ. Thời kỳ này được gọi là ‘bình minh vũ trụ’.
Nghiên cứu mới nhất này cho thấy rằng các thiên hà tồn tại sớm hơn so với suy nghĩ.
Nicolas Laporte, nhà nghiên cứu tại Đại học College London (UCL) và là tác giả thứ hai của bài báo cho biết: “Thiên hà này được nhìn thấy vào thời điểm Vũ trụ chỉ mới 500 triệu năm tuổi nhưng nó đã có một quần thể các ngôi sao trưởng thành.
“Do đó, chúng tôi có thể sử dụng thiên hà này để thăm dò một giai đoạn trước đó, hoàn toàn chưa được khám phá trong lịch sử vũ trụ.”