Các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge đã sử dụng dữ liệu ở bước sóng 21 cm từ hai dự án thiên văn quy mô lớn là REACH(1) và SKA(2) để phát triển một mô hình dự đoán khối lượng sao từ thời kỳ đầu của vũ trụ.
Tín hiệu vô tuyến 21-cm là một dạng phát xạ hoặc hấp thụ sóng vô tuyến từ nguyên tử hydrogen trung hòa, ở tần số 1420 MHz. Chúng cực kỳ hữu ích trong vũ trụ học vì hydro là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ sơ khai (đặc biệt là ở các vùng hình thành sao). Bắt đầu xuất hiện khoảng 100 triệu năm sau Vụ nổ Big Bang, các tín hiệu này chịu tác động bởi tia tử ngoại và tia X từ các sao và hệ sao đôi phát tia X.
Thông qua tín hiệu 21-cm, các nhà khoa học đã suy ra phân bố khối lượng của những ngôi sao thuộc quần thể III (Population III) – những ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ. Khác với phương pháp quan sát ở bước sóng khả kiến, các kính thuộc hệ REACH và SKA không thể chụp hình trực tiếp các ngôi sao. Thay vào đó, các nhà nghiên cứu đã dùng phương pháp phân tích thống kê các tín hiệu vô tuyến có cường độ yếu để suy ra các đặc điểm chung của quần thể. Từ đó, ta có được thông tin về toàn bộ quần thể sao, các hệ sao đôi phát ra tia X và các thiên hà.
Nghiên cứu mở ra một phương pháp gián tiếp khám phá các đặc điểm của những ngôi sao đầu tiên dựa vào phân tích tín hiệu vô tuyến 21-cm. Việc xác định được khối lượng, độ sáng và vai trò của các sao đầu tiên giúp giải thích cách vũ trụ chuyển từ trạng thái tối tăm, lạnh lẽo sang một vũ trụ tràn đầy ánh sáng và cấu trúc phức tạp như hiện nay.
(1) REACH: Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen (Thí nhiệm Vô tuyến Phân tích Hydrogen Vũ trụ)
(2) SKA: Square Kilometer Array (Mảng (anten) Kilomet Vuông )
Nguồn : https://phys.org/…/2025-06-radio-early-universe-clues…
Tổng hợp: Hoàng Thế Anh