Phối hợp với Viện Công nghệ Georgia của Hoa Kỳ, các nhà nghiên cứu từ Đại học Maynooth ở Ireland đã công bố một mô phỏng máy tính mới phản ánh các điều kiện vũ trụ sơ khai, đối chiếu nó với các quan sát do Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) thực hiện.
Phys.org báo cáo rằng dữ liệu ban đầu từ Webb cho thấy những khác biệt tiềm tàng trong hiểu biết của chúng ta về sự hình thành thiên hà ban đầu, với các thiên hà được xem xét kỹ lưỡng đầu tiên có vẻ sáng hơn và nặng hơn dự đoán.
Mô phỏng thời Phục hưng
Nghiên cứu sử dụng “mô phỏng thời Phục hưng” tiên tiến, đi sâu vào sự phức tạp của sự hình thành thiên hà vũ trụ sơ khai. Những mô phỏng này có thể phân biệt các cụm vật chất tối cực nhỏ, truy tìm sự hợp nhất của chúng thành các quầng vật chất tối mà cuối cùng đóng vai trò là vật chủ cho các thiên hà có thể quan sát được.
Hơn nữa, các mô phỏng có thể tái tạo sự ra đời của những ngôi sao đầu tiên, được gọi là sao Dân số III, dự kiến sẽ lớn hơn và sáng hơn đáng kể so với các ngôi sao hiện đại.
Những phát hiện này khẳng định sự thống nhất của các thiên hà mô phỏng này với các mô hình đã được thiết lập làm nền tảng cho các mô phỏng vũ trụ. Tác giả chính Joe M. McCaffrey, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Khoa Vật lý lý thuyết của Maynooth, đã nhấn mạnh vai trò then chốt của những mô phỏng này trong việc làm sáng tỏ nguồn gốc vũ trụ của chúng ta.
Ông bày tỏ nguyện vọng trong tương lai là sử dụng các mô phỏng tương tự để thăm dò sự phát triển của các lỗ đen khổng lồ trong vũ trụ sơ khai. Tiến sĩ John Regan, Phó Giáo sư tại Khoa Vật lý Lý thuyết của Maynooth, ca ngợi Kính viễn vọng Không gian James Webb vì vai trò biến đổi của nó trong việc tìm hiểu vũ trụ non trẻ.
Ông nhấn mạnh cách kính thiên văn cho phép nhìn thoáng qua trạng thái của vũ trụ chỉ vài trăm triệu năm sau Vụ nổ lớn, thời đại mà vũ trụ chỉ mới chưa đến 1% so với tuổi hiện tại.
Regan lưu ý rằng thông tin mà JWST cung cấp rất phong phú, cho thấy một vũ trụ trẻ tràn ngập sự hình thành sao và quần thể lỗ đen khổng lồ đang phát triển.
Ông nhấn mạnh rằng giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu sẽ liên quan đến việc tận dụng những quan sát này để cải tiến các mô hình lý thuyết, một kỳ tích mà cho đến gần đây vẫn nằm ngoài tầm với.
Khối lượng sao cao
Nghiên cứu đi sâu vào các quan sát JWST gần đây, làm nổi bật các thiên hà từ vũ trụ sơ khai thông qua các khảo sát của JADES và CEERS. Những thiên hà này đã được xác định có khối lượng sao cao đáng kể và tốc độ hình thành sao đáng kể, đặt ra câu hỏi về sự liên kết của chúng với mô hình ΛCDM.
Các nghiên cứu trước đây đã so sánh các quan sát của JWST với các mô phỏng vũ trụ quy mô lớn, mặc dù thành công ở một mức độ nào đó nhưng bị hạn chế do độ phân giải không gian và khối lượng không đủ trong việc nắm bắt quá trình lắp ráp thiên hà ban đầu.
Nhập các mô phỏng thời Phục hưng, được đặc trưng bởi độ phân giải cao và được điều chỉnh để mô hình hóa sự hình thành thiên hà vũ trụ sơ khai. Họ đã chứng minh rằng các thiên hà lớn nhất trong thời Phục hưng có khối lượng sao và tốc độ hình thành sao phù hợp với các quan sát của JADES và CEERS.
Theo nghiên cứu, mô hình hình thành thiên hà này, kết hợp với phép ngoại suy thuận khối lượng sao, đã thể hiện sự tích hợp liền mạch với dữ liệu JWST, xóa tan mọi căng thẳng với mô hình ΛCDM. Kết quả của nhóm nghiên cứu là được phát hành trong Tạp chí Vật lý thiên văn mở.
ⓒ 2023 TECHTIMES.com Mọi quyền được bảo lưu. Không sao chép mà không được phép.