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 giai đoạn đầu của lịch sử vũ trụ. Phát hiện này, được thực hiện bằng dữ liệu từ Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), đã làm sáng tỏ một giai đoạn quan trọng trong quá trình tiến hóa của các thiên hà.
Có nhiều lý do dẫn đến việc các thiên hà ngừng hình thành sao mới. Một trong số đó là sự hiện diện của các lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của chúng, phát ra bức xạ mạnh làm nóng và làm giảm khí lạnh, thành phần cần thiết cho sự hình thành sao. Ngoài ra, các thiên hà lân cận lớn hơn có thể ảnh hưởng đến khí lạnh của một thiên hà, dẫn đến việc ngừng hình thành sao. Hậu quả là, những thiên hà này có thể vẫn ở trạng thái ngủ đông vô thời hạn hoặc trở nên ‘bị triệt tiêu’.
Một lý do khác khiến các thiên hà trở nên không hoạt động là phản hồi sao, khi khí trong thiên hà được làm nóng và đẩy ra ngoài do các quá trình sao như siêu tân tinh, gió sao mạnh, hoặc áp lực liên quan đến ánh sáng sao. Thiên hà sau đó trải qua một giai đoạn ‘yên tĩnh’ tạm thời. Theo Alba Covelo Paz, sinh viên tiến sĩ tại Đại học Geneva và tác giả chính của nghiên cứu, giai đoạn này thường 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.
Trước đây, chỉ có bốn thiên hà ngủ đông được phát hiện trong tỷ năm đầu tiên của vũ trụ. Tuy nhiên, 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 bị giới hạn ở mức khối lượng thấp hoặc rất cao.
Các nhà nghiên cứu không ngờ rằng họ sẽ 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. Tuy nhiên, sự khám phá đầu tiên về một thiên hà ngủ đông trong vũ trụ đầu tiên đã được công bố vào năm 2024. Sự kiện này đã mở ra cánh cửa cho việc nghiên cứu các thiên hà ngủ đông trong vũ trụ đầu tiên.
Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra ánh sáng của khoảng 1.600 thiên hà, tìm kiếm dấu hiệu của sao mới không hình thành. Họ cũng tập trung vào các dấu hiệu rõ ràng của sao trung niên hoặc già trong ánh sáng của các thiên hà. Nhóm 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 hy vọng rằng 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. Chương trình này sẽ cho phép các nhà thiên văn học ước tính thời gian một thiên hà ở trạng thái yên tĩnh và giúp họ hiểu rõ hơn về quá trình hình thành sao liên tục.
Vẫn còn nhiều điều chưa biết đối với các nhà thiên văn học, nhưng với phát hiện này, họ đã tiến một bước gần hơn đến việc giải mã quá trình tiến hóa của các thiên hà. Các 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.
