Kính viễn vọng không gian James Webb phát hiện một vạch phát xạ cận hồng ngoại bất thường trong vùng trời từng được kính Hubble khảo sát kỹ lưỡng. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa xác định được nguồn gốc tín hiệu này.

Tín hiệu được phát hiện tại một khu vực nhỏ thuộc Vùng siêu sâu Hubble (HUDF), vùng trời phía nam từng được kính Hubble quan sát hơn 270 giờ và ghi nhận gần 10.000 thiên hà. Khi hướng kính James Webb (JWST) vào khu vực này, các nhà khoa học kỳ vọng khả năng quan sát hồng ngoại nhạy hơn sẽ giúp nhận diện những vật thể mà Hubble bỏ sót.

Nhóm nghiên cứu do nhà vật lý thiên văn Mason Huberty thuộc Đại học Minnesota (Mỹ) dẫn đầu đã sử dụng thiết bị quang phổ cận hồng ngoại NIRSpec của JWST để tìm kiếm những nguồn phát chưa được nhận diện. Thay vì chỉ quan sát các vật thể đã biết, nhóm mở gần như toàn bộ màn chắn của thiết bị, chỉ đóng những màn che các vật thể tiền cảnh đã xác định.

Hai đợt quan sát được thực hiện vào tháng 8 và tháng 11-2023, cách nhau 88 ngày. Nhóm nghiên cứu đồng thời thay đổi góc quan sát nhằm kiểm tra khả năng tín hiệu xuất hiện do nhiễu hoặc lỗi thiết bị.

Kết quả, sáu tín hiệu có thể được đối chiếu với những thiên hà xa xôi đã biết, nhưng tín hiệu thứ bảy vẫn chưa có lời giải thích rõ ràng. Đây là một vạch phát xạ sáng ở bước sóng khoảng 1,6 micromet, xuất hiện trong cả hai đợt quan sát. Điều đáng chú ý là các dữ liệu trước đó từ Hubble và JWST không ghi nhận vật thể tại vị trí này. Nếu tín hiệu đã tồn tại trong đợt khảo sát JADES hồi tháng 10-2022, nó lẽ ra có thể được phát hiện.

Các nhà khoa học đưa ra bốn khả năng chính về nguồn gốc tín hiệu, gồm một thiên hà hình thành trong vũ trụ sơ khai, một thiên hà trẻ hơn, một vụ nổ siêu tân tinh hoặc hiện tượng hố đen xé toạc một ngôi sao. Tuy nhiên, mỗi giả thuyết đều tồn tại những điểm chưa phù hợp với dữ liệu quan sát hiện có.

Với khả năng tín hiệu đến từ một thiên hà trong vũ trụ sơ khai, ánh sáng có thể gặp khó khăn khi đi qua lượng hydro trung hòa ở thời kỳ đó. Tuy nhiên, nếu nguồn phát thuộc nhóm này, các nhà nghiên cứu cho rằng tín hiệu đáng lẽ đã xuất hiện trong dữ liệu JADES. Một thiên hà trẻ hơn cũng là ứng viên có thể xem xét, nhưng thông thường sẽ tạo ra thêm những vạch phát xạ khác.

Hai giả thuyết còn lại cũng chưa có đủ bằng chứng hỗ trợ. Nếu tín hiệu bắt nguồn từ một vụ nổ siêu tân tinh, nhóm nghiên cứu chưa tìm thấy các dấu hiệu phát xạ bổ sung cần thiết. Trong khi đó, khả năng một hố đen xé toạc ngôi sao vẫn chưa thể xác nhận bằng dữ liệu hiện có.

Việc chỉ phát hiện một vạch phát xạ khiến các nhà khoa học khó xác định khoảng cách và bản chất của nguồn phát. Nhóm nghiên cứu cho rằng cần tiếp tục quan sát bằng thiết bị quang phổ nhạy hơn để tìm thêm các vạch phát xạ, xác định dịch chuyển đỏ và làm rõ nguồn gốc tín hiệu.

Hiện chưa có đủ dữ liệu để kết luận đây là một vật thể mới hay một hiện tượng thiên văn hiếm gặp. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal.

Tâm Thanh (tổng hợp)