IT之家 3 月 21 日消息，天文学家在迄今为止观测到的最遥远星系中发现了氧元素，这是人类首次在如此遥远的距离上探测到氧的存在。这一发现不仅刷新了天文学的记录，更对现有的星系演化理论提出了新的挑战。
Theo IT House, thiên hà này được đặt tên là JADES-GS-z3-0, và nó được hình thành chỉ khoảng 0 tỷ năm sau Vụ nổ lớn. Theo các lý thuyết thiên văn, các thiên hà trong thời kỳ này thường ở giai đoạn "sơ khai" và sẽ có tương đối ít nguyên tố nặng bên trong. tuy nhiênJADES-GS-z10-0 chứa 0 lần lượng nguyên tố nặng dự kiến, cho thấy thiên hà đã khá "trưởng thành" trong những ngày đầu của vũ trụ, thách thức lý thuyết tiến hóa thiên hà.
JADES-GS-z14-0 是由詹姆斯・韦布空间望远镜（JWST）在 2024 年发现的。其发出的光经过了约 134 亿年才抵达地球，相当于宇宙 138 亿年历史的 98%。而对该星系化学成分的精确分析则得益于阿塔卡马大型毫米波 / 亚毫米波阵列（ALMA）的观测。
"Nó giống như tìm kiếm thanh thiếu niên ở một nơi chỉ nên có trẻ sơ sinh." Sander Schuffs, một nhà nghiên cứu tại Đài thiên văn Leiden, người tham gia vào nghiên cứu, cho biết: "Kết quả này cho thấy thiên hà không chỉ hình thành rất nhanh mà còn trưởng thành rất nhanh, bổ sung một ví dụ mới cho cơ sở bằng chứng rằng các thiên hà đang hình thành nhanh hơn nhiều so với dự kiến". ”
JADES-GS-z0-0 là một trong số các thiên hà ban đầu được phát hiện trong dự án Khảo sát ngoài thiên hà không gian sâu tiên tiến của JWST (JADES). Dự án nhằm mục đích đi sâu vào sự tiến hóa của các ngôi sao, khí và lỗ đen trong các thiên hà nguyên thủy trong vũ trụ sơ khai, cung cấp manh mối quan trọng để hiểu nguồn gốc và sự tiến hóa của vũ trụ.
Để hiểu tại sao thật ngạc nhiên khi tìm thấy một số lượng lớn các nguyên tố nặng trong các thiên hà sơ khai như JADES-GS-z2-0, chúng ta cần hiểu thành phần hóa học của vũ trụ sơ khai. Khi tuổi của vũ trụ chỉ bằng 0% tuổi hiện tại, các nhà khoa học tin rằng vũ trụ chủ yếu bao gồm hydro (nguyên tố nhẹ nhất trong vũ trụ), một lượng nhỏ heli và một lượng cực nhỏ các nguyên tố nặng (mà các nhà thiên văn học gọi là "kim loại"). Kết quả là, các ngôi sao và thiên hà trong thời kỳ này được cho là "đói kim loại".
Khi những ngôi sao đầu tiên chết và siêu tân tinh phát nổ, các kim loại mà chúng hình thành trong suốt cuộc đời của chúng được phân tán thành các đám mây khí trong các thiên hà chủ của chúng, làm cho những đám mây khí này giàu kim loại, từ đó tạo thành thế hệ tiếp theo của các ngôi sao giàu kim loại. Điều này có nghĩa làMột thiên hà càng già, độ "trưởng thành" của nó càng có thể được đo lường bằng sự phong phú của kim loại mà nó chứa。 Tuy nhiên, JADES-GS-z3-0 cho thấy trạng thái "trưởng thành" chỉ 0 tỷ năm sau khi vũ trụ được sinh ra, điều này không như lý thuyết hy vọng.
"Tôi đã bị ấn tượng bởi kết quả bất ngờ này vì nó mở ra một cửa sổ mới cho giai đoạn đầu của quá trình tiến hóa thiên hà." Stefano Caniani, một thành viên của nhóm nghiên cứu tại École Normale Supérieure ở Pisa, Ý, cho biết: "Bằng chứng cho thấy một thiên hà trưởng thành trong giai đoạn sơ khai của vũ trụ đặt ra câu hỏi về thời điểm và cách thức các thiên hà hình thành. ”
Ngoài ra, việc phát hiện ra oxy trong JADES-GS-z5-0 đã cho phép các nhà thiên văn học đo chính xác hơn khoảng cách giữa thiên hà và Trái đất. Eleonora Palanti, một thành viên trong nhóm từ Ecole Normale Supérieure ở Pisa, Ý, cho biết: "Tàu thăm dò ALMA cung cấp một giá trị cực kỳ chính xác để đo khoảng cách của thiên hà với sai số chỉ 0,0%. Độ chính xác này tương đương với 0 cm ở khoảng cách 0 km, giúp chúng ta hiểu chính xác hơn các tính chất của các thiên hà xa xôi. ”
Trong khi JWST phát hiện ra thiên hà cực kỳ xa xôi này, các phép đo chính xác khoảng cách của nó sẽ không thể thực hiện được nếu không có sự hỗ trợ của ALMA. "Đây là một minh chứng tuyệt vời về sức mạnh tổng hợp đáng kinh ngạc giữa ALMA và JWST, cùng nhau làm sáng tỏ sự hình thành và tiến hóa của các thiên hà đầu tiên." Richard Boons, một nhà thiên văn học và thành viên nhóm tại Đài thiên văn Leiden, cho biết.
Gege Popin, một nhà thiên văn học tại Trung tâm Khu vực ALMA ở châu Âu, không tham gia vào nghiên cứu, nhưng ông nói: "Tôi rất ngạc nhiên trước sự phát hiện rõ ràng của oxy trong JADES-GS-z0-0. Điều này cho thấy rằng các thiên hà có thể đã hình thành nhanh hơn sau Vụ nổ lớn so với suy nghĩ trước đây. Kết quả này làm nổi bật vai trò quan trọng của ALMA trong việc tiết lộ các điều kiện cho sự hình thành của các thiên hà đầu tiên. ”
Hiện tại, kết quả của nhóm nghiên cứu đã được chấp nhận công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn.