Hình minh họa này cho thấy cách mà kính Hubble tìm kiếm những vật chất sơ khai còn thiếu, gọi là baryon, bằng việc quan sát ánh sáng từ các chuẩn tinh các vài tỉ năm ánh sáng. Dấu vết trên ánh sáng là những vạch quang phổ của những vật chất này mà hấp thu ánh sáng tại các tần số nhất định được chỉ ra trên biểu đồ quang phổ bên phải. Các vật chất baryon này giúp lần ra cấu trúc không gian giữa các thiên hà, được gọi là mạng vũ trụ (cosmic web).
Mặc dù vũ trụ chứa đựng hàng tỉ thiên hà, nhưng chỉ một số nhỏ vật chất được cất giấu trong những vùng cực kì rộng lớn đó. Hầu hết vật chất của vũ trụ được tưởng tượng ra trong và sau vụ nổ Big Bang phải được tìm thấy ở một nơi nào khác.
Hiện tại, trong một nghiên cứu mở rộng về vũ trụ địa phương và gần với hiện tại, các nhà thiên văn học tại đại học Colorado tại Boulder nói rằng họ gần như tìm thấy khoảng một nửa vật chất bình thường còn thiếu, được gọi là baryon, chúng nằm trong những vùng không gian giữa các thiên hà.
Thành phần quan trọng này của vũ trụ được biết như cầu nối giữa các thiên hà và về cơ bản, nó mở rộng xuyên qua không gian, từ những vùng bên ngoài thiên hà của chúng ta đến những vùng xa xôi nhât của vũ trụ từng được biến đến.
Câu hỏi "Những baryon này đi đâu và đặc tính của chúng là gì?" đang được trả lời với độ chắc chắn cao hơn trước đây. "Chúng tôi cho rằng chúng tôi đang nhìn thấy những phần rìa của một cấu trúc mạng hình thành từ
xương sống của vũ trụ", tiến sĩ Mike Shull thuộc đại học Colorado cho hay.
"Những gì chúng tôi đang chứng thực về mặt chi tiết là vùng không gian giữa các thiên hà, nơi mà bằng trực giác xem như là vùng trống rỗng, mà trên thực tế là nguồn phát sinh những vật chất thông thường và baryon trong vũ trụ".
Những quan sát của kính Hubble được thực hiện gần một thập kỉ trước bởi Todd Tripp và các cộng sự đã báo cáo việc tìm thất những phần phổ biến nhất của vật chất còn thiếu trong vùng vũ trụ lân cận. Nghiên cứu này đã sử dụng những quan sát quang phổ của một chuẩn tinh để tìm kiếm sự hấp thu khí giứa các thiên hà dọc theo đường đến chuẩn tinh này.
Bài báo ngày 20 tháng 5 trên tờ Astrophysical, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Charles Danforth và Shull của ban nghiên cứu khoa học hành tinh của đại học Colorado đã báo cáo về những quan sát được thực hiện dọc theo đường hướng dẫn (tưởng tượng) đến 28 chuẩn tinh. Phân tích này gần như đưa đến quan sát chi tiết nhất để xác đinh niên đại tại vùng vật chất giữa các thiên hà năm trong khoảng 4 tỉ năm ánh sáng đến Trái Đất.
Baryons bao gồm protons, neutrons, và những phần tử dưới nguyên tử khác mà chúng tạo thành những vật chất sơ khai như hydro, heli, và các nguyên nặng. Vật chất Baryon hình thành nên các ngôi sao, hành tinh, mặt trăng và ngay cả các khí giữa các chòm sao, và bụi từ các ngôi sao được sinh ra.
Các nhà thiên văn học chú ý rằng những vật chất baryon còn thiếu này không nhầm lẫn với vật chất tối, một dạng vật chất bí ẩn và kỳ lạ mà chỉ được phát hiện thông qua lực hấp dẫn của nó.
Danforth và Shull đã tìm kiếm những baryon còn thiếu nhờ vào ánh sáng từ các chuẩn tinh ở xa - những trung tâm sáng của các thiên hà với những hố đen đang hoạt động - để thăm dò cấu trúc kiểu mạng nhện mà xen lẫn những vùng không gian dường như không nhìn thấy được ở giữa những thiên hà, giống đèn flash chiếu xuyên qua mây vậy.
Sử dụng kính thiên văn tạo hình ảnh bằng quang phổ đặt trên Hubble và tàu phát hiện quang phổ tử ngoại , các nhà thiên văn học đã tìm thấy những khí phổ biến - hầu hết mà oxy và hydro - mà cung cấp một sự thăm dò 3 chiều về vùng giữa các thiên hà.
Hai tàu không gian này đã giúp các nhà nghiên cứu tìm thấy dấu vết quang phổ của xảy ra giữa oxy và hydro được đặt trên cùng của ánh sáng từ chuẩn tinh.
Độ sang của chuẩn tinh được đo đạc để xuyên qua hơn 650 sợi tơ hydro của mạng vũ trụ này. 83 sợi tơ được tìm thấy được buộc chặt với oxy được ion hóa mà trong đó 5 electron bị mất đi.
Sự hiện diện của oxy được ion hóa cao và các nguyên tố khác giữa các thiên hà được tin rằng là se lần ra được số lượng lớn các hydro bị ion hóa nóng và không nhìn thấy được trong vũ trụ. Những nguồn phát sinh chính của hydro đã gần như thoátt khỏi tầm quan sát bởi vì chúng quá nóng để nhìn thấy trong ánh sáng nhìn thấy và còn quá lạnh để nhìn thấy trong tin X.
Việc lần ra oxy hầu như thực hiện khi những ngôi sang đang bùng nổ trong các thiên hà sản sinh ra oxy vào vùng giữa các thiên hà nơi chúng kết hợp với hydro và sau đó và chạm và được nung nóng ở nhiệt độ rất cao. Nhóm này cũng tìm thấy khoảng 20% của baryon hiên có trong vùng rỗng giữa các sợi tơ nhện (web-like filaments).
Trong những khoảng trống này có là những thiên hà lùn hoặc những dải vật chất mà có thể quay trở lại những ngôi sao và thiên hà trong hàng tỉ năm nữa.
Việc thăm dò mạng vũ trụ này sẽ là một mục tiêu quan trọng cho Cosmic Origins Spectrograph hay COS, một phương hiện trị giá 70 triệu USD được thiết kế và xây dựng bỏi CU-Boulder và tập đoàn Ball Aerospace và Technologies để nghiên cứu những thiên hà lân cận và vùng vũ trụ xa xôi. Các nhà thiên văn học có kế hoạch để lắp đặt nó vào kính Hubble trong nhiệm vụ bảo dưỡng vào cuối năm nay.
"COS sẽ cho phép chúng tôi làm cho các mẫu nhân của mạng vũ trụ chi tiết hơn", Shull cho hay. "Chúng tôi dự đoán rằng COS sẽ tìm thấy nhiều hơn vật chất baryon còn thiếu trong mạng lưới yếu".
Nhóm COS hi vọng sẽ quan sát thêm 100 chuẩn tinh và lập ra một cuộc khảo sát hơn 10,000 nút hydro trong mạng vũ trụ, có liêu quan nhiều đến những nguyên tố nặng từ những ngôi sao mới hình thành.
21/5/2008
(Theo Spacedaily.com)
http://www.spacedaily.com/reports/Hu...c_Web_999.html
Anh Minh - PAC.News