Hai bài báo được công bố bởi một nhà nghiên cứu tạo Đại học California, Riverside (UC Riverside) cùng các cộng sự đã giải thích tại sao vũ trụ có đủ năng lượng để trở nên trong suốt.
Nghiên cứu đứng đầu bởi Naveen Reddy, giáo sư khoa Vật lý và Thiên văn học tại UC Riverside, đánh dấu nghiên cứu định lượng đầu tiên về tỷ lệ giữa lượng khí trong các thiên hà với lượng bụi trong không gian liên sao.
Phân tích này cho thấy khí trong các thiên hà giống như một "hàng rào", nơi mà một số phần của thiên hà chứa ít khí có thể được nhìn thấy trực tiếp, trong khi các khu vực khác chứa nhiều khí trở nên mờ đục đối với bức xạ ion hoá. Phát hiện này đã được công bố trên Astrophysical Journal.
Sự ion hoá của hydro là rất quan trọng bởi các hiệu ứng của nó tác động lên sự lớn lên và tiến hoá của các thiên hà. Một vấn đề rất được các nhà khoa học quan tâm là việc đánh giá sự góp phần của các nguồn như sao và lỗ đen vào bức xạ ion hoá.
Hầu hết các nghiên cứu gợi ý rằng các thiên hà mờ là do có đủ bức xạ để làm ion hoá khí trong giai đoạn sớm của lịch sử thiên hà. Hơn thế nữa, có bằng chứng cho thấy lượng bức xạ ion hoá có thể thoát ra từ các thiên hà phụ thuộc vào lượng hydro của chính các thiên hà đó.
Nhóm nghiên cứu của Reddy đã phát triển một mô hình có thể dự đoán lượng bức xạ ion hoá thoát ra khỏi các thiên hà dựa trên các phép đo trực tiếp về lượng bụi thông qua quang phổ thu được của chúng. Ngoài ra, với các phép đo trực tiếp về lượng bức xạ ion hoá thoát ra, mô hình của họ có thể cho thấy sự hạn chế trong tốc độ tạo thành các photon ion hoá vào khoảng 2 tỷ năm sau Big Bang.
Những ứng dụng thực tế của mô hình sẽ là trọng tâm cho việc nghiên cứu bức xạ thoát ra trong "thời kỳ tối" của vũ trụ - một chủ đề nghiên cứu sẽ đòi hỏi sự tham gia của các kính thiên văn 30 mét đang được xây dựng và kính thiên văn không gian James Webb của NASA sắp tới sẽ kế thừa kính thiên văn không gian Hubble.
Nghiên cứu nhắm vào thời điểm 400.000 năm sau Big Bang, khi vũ trụ đã đi vào "thời kỳ tối", khi mà các thiên hà và sao chưa tạo thành từ vật chất tối, hydro và heli.
Vài trăm triệu năm sau đó, vũ trụ đi vào thời kỳ tái ion hoá, khi mà hiệu ứng hấp dẫn giúp cho vật chất tồi cùng hydro và heli tập hợp lại để tạo thành các sao và thiên hà. Một lượng cực lớn bức xạ tử ngoại được giải phóng, đánh bật các electron khỏi quỹ đại quanh các hạt nhân - một quá trình được gọi là sự tái ion hoá của vũ trụ.
Tái ion hoá đánh dấu thời điểm hydro trong vũ trụ bị ion hoá, nó cũng là một giai đoạn quan trọng trong nghiên cứu hiện nay của vật lý thiên văn. Ion hoá làm cho vũ trụ ở nên trong suốt với các photon, cho phép ánh sáng từ các nguồn di chuyển gần như hoàn toàn tự do khắp vũ trụ.
Bryan
Theo Science Daily
Chú thích: Để hiểu rõ hơn về các giai đoạn trong thời kỳ đầu của vũ trụ, đọc bài "Big Bang và bức tranh của chúng ra về vũ trụ".
