Bốn năm trước, vào tháng 7 năm 2022, kính viễn vọng không gian James Webb đã bắt đầu sứ mệnh khoa học của mình và ngay lập tức bắt đầu viết lại những quan niệm của chúng ta về vũ trụ. Nhân kỷ niệm bốn năm hoạt động, nó đã gửi tặng chúng ta một trong những khung cảnh ấn tượng nhất: thiên hà Centaurus A (NGC 5128), nằm cách chúng ta chỉ 11 triệu năm ánh sáng. Những gì trước đây từng ẩn khuất sau những đám mây bụi dày đặc giờ đây đã được hé lộ với tất cả sự phức tạp và vẻ đẹp vốn có của nó.
Hãy tưởng tượng về một thiên hà khổng lồ với một hố đen siêu khối lượng đang hoạt động dữ dội tại trung tâm. Nó đang tích cực nuốt chửng các vật chất xung quanh, giải phóng những luồng năng lượng mạnh mẽ và định hình nên mọi thứ ở vùng lân cận. Khoảng hai tỷ năm trước, thiên hà này đã trải qua một vụ va chạm quy mô lớn với một thiên hà khác. Những hệ quả từ thảm họa cổ đại đó vẫn còn hiện rõ cho đến tận ngày nay: hình dáng bất thường, quá trình hình thành sao mãnh liệt và một cấu trúc hỗn loạn. Trước đây, các kính viễn vọng quang học, bao gồm cả Hubble, đã không thể nhìn xuyên qua lớp màn bụi ở trung tâm. Kính viễn vọng hồng ngoại Spitzer từng cho thấy quy mô lớn của thiên hà này nhưng lại thiếu đi các chi tiết cụ thể. Trong khi đó, Webb đã kết hợp khả năng xuyên thấu của tầm nhìn hồng ngoại với một độ sắc nét đáng kinh ngạc.
Những hình ảnh mới được thực hiện bởi các thiết bị NIRCam và MIRI thực sự gây kinh ngạc. Trong dải bước sóng trung hồng ngoại, các cấu trúc bụi phức tạp hiện lên rõ nét: một dải cong hình bình hành cắt ngang qua trung tâm, trong khi những sợi bụi mỏng manh vươn ra ngoài như những đám mây vũ trụ. Đặc điểm hình chữ S là một điều đặc biệt bí ẩn — các nhà thiên văn học hiện vẫn đang nghiên cứu xem chính xác hố đen và hệ quả của vụ sáp nhập đã tác động thế nào đến hình dáng của nó. Những điểm đỏ chính là các ngôi sao bao phủ bởi bụi và các vườn ươm sao, nơi những thiên thể mới đang được sinh ra. Bụi ở đây không chỉ là vật cản: nó chính là vật liệu xây dựng cho các hành tinh và ngôi sao trong tương lai.
Các hình ảnh kết hợp cho thấy hàng triệu ngôi sao riêng lẻ ở khu vực trung tâm. Những gì trông có vẻ lốm đốm thực chất là một trường sao dày đặc. Mỗi "hạt bụi" đó đều mang trong mình một câu chuyện: từ lúc những ngôi sao cổ xưa hình thành, khi hoạt động lắng xuống, cho đến khi một chu kỳ sinh trưởng mới bùng nổ sau vụ va chạm. Đây thực sự là một cuộc khảo cổ học thiên hà.
Webb không chỉ giới hạn ở việc cung cấp những hình ảnh đẹp. Phép đo phổ đã cho phép đo lường sự chuyển động của các dòng khí: những luồng khí ion hóa chuyển động nhanh được giải phóng từ hố đen và hydro phân tử ấm trong đĩa bị biến dạng. Hố đen vừa có thể kích hoạt quá trình hình thành sao bằng cách nén khí, vừa có thể dập tắt nó bằng cách đẩy vật chất ra ngoài. Centaurus A chính là một phòng thí nghiệm lý tưởng để nghiên cứu sự cân bằng phức tạp này.
Sau bốn năm, Webb đã chứng tỏ khả năng vượt xa cả sự mong đợi ban đầu. Nó đang mở ra những chi tiết mới ở khắp các ngóc ngách của vũ trụ — từ bầu khí quyển của các hành tinh ngoài hệ mặt trời đến những thiên hà sơ khai nhất. Những hình ảnh về Centaurus A nhắc nhở chúng ta về một vũ trụ năng động và đầy sức sống. Chúng ta đang quan sát dấu vết của những sự kiện cổ xưa vẫn tiếp tục ảnh hưởng đến sự tiến hóa của các thiên hà ngày nay. Và đây mới chỉ là khởi đầu: vẫn còn rất nhiều khám phá phía trước giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách các hệ thống như dải Ngân hà của chính chúng ta hình thành và tồn tại.
