Hình ảnh của sáu thiên hà cổ đại khổng lồ do kính viễn vọng James Webb ghi lại. Ảnh: NASA/Reuters.

Trong khi sàng lọc hình ảnh thu được từ kính viễn vọng James Webb, tiến sĩ Erica Nelson thuộc Đại học Colorado Boulder và một đồng tác giả đã phát hiện ra loạt "chấm mờ" bất thường có màu đỏ tươi. Các chấm đỏ này biểu thị những thiên hà được cho là có tuổi đời khoảng 13,5 tỷ năm, cách 500-700 triệu năm sau vụ nổ Big Bang.

Các tính toán cho thấy những thiên hà này chứa hàng chục đến hàng trăm tỷ ngôi sao có khối lượng bằng Mặt Trời, khiến chúng có kích thước tương đương Dải Ngân hà, theo một nghiên cứu mới được công bố hôm 22/2 trên tạp chí Nature.

Các thiên hà mới được phát hiện có kích thước lớn đến mức chúng mâu thuẫn với 99% mô hình đại diện cho những thiên hà sơ khai trong vũ trụ.

Điều này có thể khiến các nhà khoa học sẽ cần suy nghĩ lại về cách hình thành và phát triển của các thiên hà. Lý thuyết hiện tại cho rằng thiên hà ban đầu là những đám mây và bụi sao nhỏ được phát triển theo thời gian.

Kính viễn vọng James Webb quan sát vũ trụ bằng ánh sáng hồng ngoại mà mắt người không nhìn thấy được. Nó cũng có khả năng phát hiện ánh sáng mờ nhạt từ các ngôi sao và thiên hà cổ đại. James Webb về cơ bản có thể nhìn ngược thời gian lên tới khoảng 13,5 tỷ năm trước.

Phát hiện mới đang “đảo ngược điều mà nhiều người từng cho là những lý thuyết khoa học đã hoàn thiện”.

“Chúng tôi gọi những vật thể này một cách không chính thức là 'thứ phá vỡ vũ trụ'", Joel Leja, trợ lý giáo sư về thiên văn học và vật lý thiên văn tại Đại học Bang Penn và là đồng tác giả nghiên cứu, nói. “Nó khiến toàn bộ bức tranh về sự hình thành thiên hà ban đầu bị nghi ngờ”.

Các phát hiện mới không phải là những thiên hà lâu đời nhất mà James Webb từng quan sát được. Năm ngoái, các nhà khoa học đã phát hiện bốn thiên hà có niên đại khoảng 350 triệu năm sau vụ nổ lớn, nhưng những thiên hà này nhỏ hơn nhiều.

Tiến sĩ Emma Chapman, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Nottingham, người không tham gia vào nghiên cứu mới nhất, nói rằng cần phải quan sát thêm các phát hiện mới trước khi bác bỏ những mô hình hiện tại về vũ trụ.

Nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch thu thập hình ảnh quang phổ - phương pháp có thể cung cấp thông tin chính xác hơn về niên đại và cho phép ước tính khối lượng tốt hơn.