Hãy tưởng tượng về hai "thành phố" khổng lồ gồm hàng trăm thiên hà đang lao vào nhau với tốc độ kinh hoàng giữa khoảng không vũ trụ bao la. Chúng từng va chạm một lần, văng xa hàng triệu năm ánh sáng, và giờ đây lại đang tiếp tục xích lại gần nhau. Chính bức tranh động về quá trình hình thành cụm thiên hà này đã được Kính viễn vọng Không gian James Webb ghi lại một cách ngoạn mục.
Cụm thiên hà MACS J0553.4-3342 nằm trong chòm sao Thiên Cáp, cách chúng ta khoảng 4 tỷ năm ánh sáng. Chúng ta đang quan sát nó ở thời điểm cách đây khoảng 4,4 tỷ năm — một giai đoạn tương đối "trẻ" đối với những cấu trúc vĩ mô như vậy. Khác với những cụm thiên hà đã ổn định và già cỗi, tại đây vẫn đang diễn ra giai đoạn sáp nhập mãnh liệt giữa hai cụm nhỏ có khối lượng tương đương nhau.
Mỗi cụm nhỏ này được "neo giữ" bởi một thiên hà elip khổng lồ và sáng rực — đó là hai điểm sáng nhất ở trung tâm bức ảnh với vầng hào quang bao quanh. Vô số thiên hà elip nhỏ hơn đã bị lực hấp dẫn của một trong hai cụm này bắt giữ và sẽ dần hòa nhập để tạo nên một siêu cụm thiên hà cuối cùng. Quá trình này diễn ra đầy hỗn loạn: các cụm nhỏ liên tục xuyên qua nhau giống như một trò chơi "xe điện đụng" trong vũ trụ, cho đến khi chúng thực sự hòa làm một. Bên trong cụm thiên hà, các luồng khí nóng đang sôi sục và phát ra bức xạ tia X cực mạnh.
Kính viễn vọng Webb đã tái hiện cảnh tượng này ở dải bước sóng cận hồng ngoại với độ chi tiết đến kinh ngạc. Tuy nhiên, điều ấn tượng nhất không phải là bản thân các thiên hà, mà là những tác động từ lực hấp dẫn tổng thể của chúng. Khối lượng của cụm thiên hà lớn đến mức nó làm bẻ cong cấu trúc không-thời gian, đóng vai trò như một thấu kính khổng lồ. Trên hình ảnh, ta có thể thấy rõ những vòng cung màu cam rực rỡ — đó chính là hình ảnh bị biến dạng của các thiên hà xa xôi nằm ở phía sau. Một trong số đó, ở phía bên trái, hiện lên như ba điểm sáng: đây thực chất là nhiều hình ảnh của cùng một thiên hà duy nhất. Những "thấu kính hấp dẫn" này cho phép các nhà thiên văn học nhìn sâu hơn vào vũ trụ sơ khai, nghiên cứu những vật thể vốn dĩ quá mờ nhạt và xa xôi để quan sát.
Bức ảnh này được thực hiện trong khuôn khổ chương trình VENUS — một dự án khảo sát các cụm thiên hà khổng lồ. Những quan sát như vậy không chỉ giúp chúng ta hiểu về cách các cấu trúc lớn nhất vũ trụ hình thành, mà còn giúp tìm ra những thiên hà, ngôi sao đầu tiên và thậm chí là cả những siêu tân tinh riêng lẻ thông qua hiệu ứng thấu kính.
Chúng ta thường quen nghĩ về vũ trụ như một thực thể tĩnh lặng, nhưng Webb một lần nữa nhắc nhở rằng: Không gian là nơi của sự vận động, va chạm và kiến tạo không ngừng. Khi quan sát MACS J0553.4-3342, chúng ta đang thực sự chứng kiến sự ra đời của một trong những "thành phố" lớn nhất trong vũ trụ. Và cảnh tượng đó vừa mang tính hỗn loạn, lại vừa toát lên một vẻ hài hòa đến lạ kỳ.
