Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một số lượng lớn thiên hà “ngủ đông” trong vũ trụ đầu tiên, những thiên hà này đã ngừng hình thành sao trong khoảng một tỷ năm đầu tiên sau Vụ nổ Big Bang. Phát hiện này, thu được bằng cách sử dụng dữ liệu từ Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), cung cấp thông tin quý giá về giai đoạn đầu trong cuộc sống của các thiên hà và có thể giúp làm sáng tỏ quá trình tiến hóa của chúng.
Có nhiều lý do khiến các thiên hà ngừng hình thành sao mới. Một trong số đó là sự hiện diện của các lỗ đen siêu lớn tại trung tâm của chúng, phát ra bức xạ mạnh làm nóng và giảm khí lạnh, điều cần thiết cho sự hình thành sao. Ngoài ra, các thiên hà lân cận lớn hơn có thể làm giảm hoặc làm nóng khí lạnh, dẫn đến việc ngừng hình thành sao. Do đó, những thiên hà này có thể vẫn ở trạng thái “ngủ đông” trong thời gian dài hoặc bị “triệt tiêu”. Một lý do khác khiến các thiên hà trở nên không hoạt động là phản hồi sao, xảy ra khi khí trong thiên hà được làm nóng và đẩy ra ngoài do các quá trình sao như siêu tân tinh hoặc áp lực liên quan đến ánh sáng sao.
Thông thường, giai đoạn “ngủ đông” này chỉ là tạm thời, kéo dài khoảng 25 triệu năm. Trong thời gian này, khí đã bị đẩy ra sẽ rơi trở lại, và khí ấm sẽ làm mát lại. Khi có đủ khí lạnh, thiên hà có thể bắt đầu hình thành sao mới. Mặc dù giai đoạn ngủ đông thường được quan sát thấy ở các thiên hà gần đó, nhưng các nhà thiên văn học chỉ tìm thấy một số lượng nhỏ thiên hà ngủ đông trong tỷ năm đầu tiên của vũ trụ.
Sử dụng dữ liệu quang phổ nhạy của JWST, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã phát hiện ra 14 thiên hà ngủ đông có khối lượng trong phạm vi rộng ở vũ trụ đầu tiên. Phát hiện này cho thấy các thiên hà ngủ đông không chỉ giới hạn ở mức khối lượng thấp hoặc rất cao. Các nhà nghiên cứu đã bất ngờ khi thấy các thiên hà ngủ đông trong vũ trụ đầu tiên vì những thiên hà này còn trẻ và nên đang hình thành nhiều sao mới.
Khám phá này đã được thực hiện bằng cách kiểm tra ánh sáng của khoảng 1.600 thiên hà, tìm kiếm dấu hiệu của sao mới không hình thành. Nhóm nghiên cứu đã tập trung vào các dấu hiệu rõ ràng của sao trung niên hoặc già trong ánh sáng của các thiên hà. Họ đã tìm thấy 14 thiên hà, có khối lượng từ khoảng 40 triệu đến 30 tỷ khối lượng mặt trời, đã ngừng hình thành sao.
Các nhà thiên văn học tin rằng những thiên hà này có thể sẽ tiếp tục hình thành sao trong tương lai, nhưng vẫn còn sự không chắc chắn. Họ hy vọng các quan sát trong tương lai sẽ giúp làm sáng tỏ các nhà máy sao đang ngủ này. Một chương trình JWST sắp tới có tên là “Sleeping Beauties” sẽ dành riêng cho việc khám phá các thiên hà ngủ đông trong vũ trụ đầu tiên, giúp các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về quá trình hình thành sao liên tục.
Thông tin chi tiết về phát hiện này đã được tải lên cơ sở dữ liệu bản thảo arXiv vào ngày 27 tháng 6 và chưa được đánh giá đồng nghiệp.
Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng những phát hiện này sẽ giúp làm sáng tỏ quá trình tiến hóa của các thiên hà và cung cấp thông tin quý giá về giai đoạn đầu trong cuộc sống của vũ trụ. Việc nghiên cứu các thiên hà ngủ đông có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách các thiên hà hình thành và tiến hóa qua hàng tỷ năm.