Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) là một đài quan sát không gian mạnh mẽ có thể nhìn xa hơn những gì mà bất kỳ kính viễn vọng nào khác đã thấy trước đây. Nó có thể khám phá những bí ẩn của vũ trụ sơ khai, chẳng hạn như cách các thiên hà đầu tiên hình thành và loại hóa chất mà chúng có.
Xem thêm: Cà chua lùn: Tương lai của nông nghiệp không gian?
Xem thêm: Thủy triều có thể ảnh hưởng đến sức khỏe và nhịp sinh học của bạn không?
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách JWST phát hiện ra các phân tử hữu cơ phức tạp trong một thiên hà cách chúng ta 12 tỷ năm ánh sáng và khám phá này có ý nghĩa gì đối với sự hiểu biết của chúng ta về sự tiến hóa của vũ trụ.
Các phân tử hữu cơ phức tạp là gì và tại sao chúng lại quan trọng?
Các phân tử hữu cơ phức tạp là các hợp chất có chứa các nguyên tử carbon được sắp xếp thành vòng hoặc chuỗi. Chúng được coi là những khối xây dựng cơ bản của sự sống, vì chúng có thể hình thành các cấu trúc phức tạp hơn như protein, DNA và tế bào. Trên Trái đất, những phân tử này có thể được tìm thấy trong các sinh vật sống, hóa thạch hoặc trong khí thải của động cơ đốt trong hoặc cháy rừng.
Trong không gian, các phân tử hữu cơ phức tạp có thể được hình thành bởi các phản ứng hóa học khác nhau trong khí và bụi giữa các vì sao. Những phân tử này sau đó có thể được tích hợp vào các ngôi sao và hành tinh mới, hoặc bị phá hủy bởi bức xạ hoặc va chạm. Nghiên cứu các phân tử này có thể giúp chúng ta tìm hiểu về lịch sử và sự đa dạng của sự sống trong vũ trụ, cũng như các quá trình vật lý và hóa học hình thành các thiên hà.
JWST đã phát hiện ra các phân tử hữu cơ phức tạp trong một thiên hà xa xôi như thế nào?
Thiên hà mà JWST quan sát được gọi là SPT0418-47. Nó ở rất xa nên ánh sáng của nó phải mất 12 tỷ năm mới đến được với chúng ta, nghĩa là chúng ta nhìn thấy nó như khi vũ trụ mới bằng 10% tuổi hiện tại. Thiên hà này cũng rất bụi, nghĩa là phần lớn ánh sáng nhìn thấy được của nó bị các hạt bụi chặn lại. Tuy nhiên, những hạt bụi này cũng phát ra ánh sáng hồng ngoại, có thể xuyên qua bụi và đến được với chúng ta.
JWST được thiết kế để thu ánh sáng hồng ngoại với độ nhạy và độ phân giải chưa từng có. Nó cũng có thể phân tích quang phổ của ánh sáng hồng ngoại, từ đó tiết lộ thành phần hóa học của nguồn.
Các nhà thiên văn học nhìn thấy thiên hà xa xôi SPT0418-47 (xuất hiện dưới dạng một chiếc nhẫn vàng trong các hình ảnh ALMA)
Bằng cách sử dụng một hiện tượng tự nhiên gọi là thấu kính hấp dẫn, giúp phóng đại ánh sáng của các vật thể ở xa bằng cách bẻ cong nó xung quanh các vật thể nặng ở tiền cảnh, JWST đã có thể nhìn thấy SPT0418-47 rất chi tiết.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng SPT0418-47 có rất nhiều nguyên tố nặng như carbon, oxy và nitơ, điều này cho thấy nhiều thế hệ sao đã hình thành và chết trong thiên hà này. Họ cũng phát hiện ra một loại phân tử hữu cơ phức tạp cụ thể gọi là hydrocarbon thơm đa vòng (PAH), bao gồm một số vòng carbon kết nối với nhau. Những phân tử này rất phổ biến trong thiên hà của chúng ta, nhưng chúng chưa bao giờ được nhìn thấy trước đây trong một thiên hà xa xôi như vậy.
Phát hiện này cho chúng ta biết gì về vũ trụ sơ khai?
Khám phá này cho thấy các phân tử hữu cơ phức tạp có thể hình thành và tồn tại trong các thiên hà rất trẻ và đầy bụi trong vũ trụ sơ khai. Nó cũng gợi ý rằng những thiên hà này có thành phần hóa học phong phú và phức tạp có thể ảnh hưởng đến sự hình thành và tiến hóa sao của chúng.
Hơn nữa, nó ngụ ý rằng những thiên hà này có thể có tiềm năng chứa sự sống hoặc tiền thân của nó, vì PAH được coi là một trong những nguồn vật chất hữu cơ có thể có cho sự sống.
JWST chỉ mới bắt đầu sứ mệnh khoa học của mình và nó đã thực hiện một số khám phá đột phá. Nó sẽ tiếp tục quan sát SPT0418-47 và các thiên hà xa xôi khác để khám phá thêm những bí mật của vũ trụ cổ đại. Với những khả năng tuyệt vời của mình, JWST sẽ giúp chúng ta trả lời một số câu hỏi cơ bản nhất về nguồn gốc và vận mệnh vũ trụ của chúng ta.