Các nhà thiên văn học vừa hoàn thành bản đồ vũ trụ theo không gian ba chiều thuộc loại lớn nhất và chi tiết nhất từ trước đến nay.

Các phiên bản trước chỉ có thể xác định được vị trí của các thiên hà cách trái đất bảy tỉ năm ánh sáng. Lần này, phiên bản mới ghi lại bản đồ của các đám mây hydro cách trái đất từ 10 tới 12 tỉ năm ánh sáng. Điều này giúp các nhà thiên văn có thể tìm được lời giải về bản chất của năng lượng tối.

Nhà nghiên cứu vũ trụ Anze Slosar (phòng thí nghiệm Brookhaven), một trong những nhà khoa học tham gia giới thiệu bản đồ 3D ở cuộc họp Hội Vật lý Mỹ, tại Anaheim, California, nói: “Chúng tôi đang tìm trong dữ liệu để biết được vũ trụ đang dãn nở nhanh như thế nào”.

Nhờ hệ thống kính thiên văn đa mục đích được bố trí tạo thành hệ thống trắc đạt dao động quang phổ Baryon (BOSS), các nhà nghiên cứu có thể phân tích ánh sáng từ mỗi chuẩn tinh.

Theo Slosar, chuẩn tinh là các thiên thể ở rất xa mà trung tâm của nó là một lỗ đen có sức hút mạnh mẽ, có thể nuốt chửng vật chất xung quanh, đồng thời phát ra năng lượng rất lớn.

Ánh sáng từ những chuẩn tinh tập trung thành từng tia. Trên đường đến trái đất, các tia này bị khí hydro hấp thụ, rồi ánh sáng phát xạ lại thành các tia có bước sóng khác nhau, tạo thành một dãi quang phổ rất đặc trưng cho từng chuẩn tinh. Do các tia đi ngang qua không gian và thời gian, nên các nhà khoa học có thể sử dụng quang phổ của tia để ước lượng đám mây hydro đang co hay giãn theo thời gian.

Hiện nay, nhóm hợp tác đang phân tích 14 ngàn trong tổng số 160 ngàn chuẩn tinh. Vào năm 2014, các nhà khoa học hy vọng họ có thể cắt lớp được từ 50-60 ngàn chuẩn tinh đủ để biết được số phận của vũ trụ.

Chuẩn tinh là gì?

Các nhà thiên văn đã khám phá ra một loại thiên thể mà hình ảnh của chúng không trải rộng ra như hình ảnh của một thiên hà mà có dạng gần tròn và hữu hạn trông giống các ngôi sao thông thường trong dải Ngân Hà. Tuy nhiên, các phép đo phổ lại cho thấy rằng, phổ của chúng bị dịch chuyển nhiều về phía bước sóng dài, gợi lên rằng các vật thể này phải ở xa bên ngoài Thiên Hà của chúng ta.

Vì vũ trụ đang giãn nở, tất cả các thiên hà đều chạy ra xa chúng ta và các vạch phổ của chúng dịch chuyển về phía đỏ theo định luật Doppler. Thiên thể càng ở xa càng lùi nhanh ra xa và độ dịch chuyển về phía đó của chúng càng lớn. Mối liên hệ này cũng áp dụng cho các quasar. Do đó, các quasar ở cách chúng ta rất xa.

Thực chất, quasar sáng gấp hàng ngàn lần những thiên hà sáng nhất mặc dù các quasar hiện ra như những vật thể rất mờ trên bầu trời vì chúng ở xa.

Quasar thuộc vào những loại thiên thể sáng nhất trong vũ trụ. Các nghiên cứu quang phổ cho thấy, bức xạ của quasar được phát ra bởi các khí nóng tương tự như các khí được tìm thấy ở trung tâm các thiên hà có dạng bất thường có nhân rất hoạt động và rất sáng.

Các vạch phát xạ của chúng trải rộng ra. Điều đó cho thấy những đám mây khí nóng trong các quasar chuyển động với tốc độ hàng trăm kilomet mỗi giây. Các quasar cũng là những nguồn phát xạ tia X và vô tuyến rất mạnh.

Điều khá kỳ lạ là tất cả năng lượng này được giữ trong một thể tích có đường kính chỉ vài năm ánh sáng - một thể tích cực kỳ nhỏ so với kích thước của thiên hà, khoảng 100.000 năm ánh sáng.