Phát hiện thiên hà hydro trung tính xa nhất từ trước đến nay

Dự án khảo sát trường siêu sâu do nhà nghiên cứu của Đài thiên văn Quốc gia Trung Quốc Bành Bột (Peng Bo) dẫn đầu đã tận dụng tối đa độ nhạy cao của kính viễn vọng “Thiên Nhãn” và trường nhìn rộng của máy thu 19 tia để tiến hành nghiên cứu sâu “tìm kiếm ngẫu nhiên” các thiên hà hydro trung tính xa xôi và mờ nhạt.

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra 6 thiên hà hydro trung tính cách Trái Đất khoảng 5 tỷ năm ánh sáng. Đây là mẫu thiên hà hydro trung tính xa nhất từng được phát hiện trực tiếp bằng bức xạ có bước sóng 21 cm, trong đó có một thiên hà có khối lượng hydro trung tính lớn nhất từ trước đến nay.

Các nhà khoa học ước tính được mật độ của các thiên hà hydro trung tính khối lượng lớn trong mẫu và phát hiện ra rằng vũ trụ 4,2 tỷ năm trước có nhiều thiên hà hydro trung tính khối lượng lớn hơn. Thông qua quan sát thêm từ các kính viễn vọng quang học lớn của Mỹ và Nga, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy 6 vật thể tương ứng quang học của các thiên hà hydro trung tính ở khoảng cách xa này. Điều này có nghĩa là “Thiên nhãn Trung Quốc” cung cấp một cách mới để phát hiện các thiên hà hydro trung tính ở xa.

Hydro là nguyên tố được hình thành sớm nhất trong vũ trụ và thường tồn tại dưới dạng hydro trung tính, phổ biến trong các thời kỳ khác nhau của vũ trụ và là một trong những công cụ theo dõi tốt nhất sự phân bố vật chất ở các mức độ khác nhau. Việc phát hiện và nghiên cứu hydro trung tính có ý nghĩa quan trọng đối với việc tìm hiểu các tính chất của vật chất tối và năng lượng tối, đồng thời giải thích quá trình hình thành và tiến hóa của các thiên hà.

Trước đó, kính viễn vọng Parkes của Australia đã tìm kiếm các thiên hà trong phạm vi 600 triệu năm ánh sáng trong vùng thiên văn Nam Bán cầu và phát hiện khoảng 5.000 thiên hà hydro trung tính. Kính viễn vọng Arecibo của Mỹ đã tiến hành tìm kiếm các thiên hà trong phạm vi 800 triệu năm ánh sáng trong vùng thiên văn Bắc Bán cầu và phát hiện khoảng 3 thiên hà hydro trung tính. Các mẫu thiên hà này lần đầu tiên đưa ra sự phân bố khối lượng của các thiên hà hydro trung tính, cho phép các nhà thiên văn học nghiên cứu một cách có hệ thống mối quan hệ giữa khí hydro trung tính với khối lượng các vì sao và tỷ lệ hình thành chúng.