Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra điều đáng ngạc nhiên về lớp thiên hà nhỏ nhất và mờ nhất trong vũ trụ: Thiên hà siêu khuếch tán (UDG).
Một nhóm nghiên cứu nghiên cứu các thiên hà này đã phát hiện ra rằng khoảng một nửa số thiên hà họ nghiên cứu cho thấy dấu hiệu chuyển động thách thức các lý thuyết trước đây về sự hình thành và tiến hóa của các thế giới như vậy. Đặc biệt, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy chuyển động quay bất ngờ của các ngôi sao trong nhiều thiên hà lùn này.
Các nhà khoa học đã đạt được những phát hiện này trong khi nghiên cứu chuyển động của các ngôi sao trong 30 UDG trong cụm thiên hà Hydra nằm cách chúng ta hơn 160 triệu năm ánh sáng. Những phát hiện này có thể thay đổi hiểu biết của chúng ta về cách UDG hình thành và tiến hóa.
"Những kết quả chúng tôi thu được thỏa mãn gấp đôi", Chiara Buttitta, một nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý thiên văn Quốc gia và là đồng tác giả của một bài báo về những kết quả này, cho biết trong một tuyên bố. "Chúng tôi không chỉ có thể suy ra chuyển động của các ngôi sao trong những thiên hà cực kỳ mờ nhạt này mà còn tìm thấy thứ mà chúng tôi không mong đợi quan sát được".
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng chương trình quan sát "Looking into the fuzzyest With MUSE" hay LEWIS, do máy quang phổ trường tích phân MUSE được lắp đặt trên Kính thiên văn rất lớn (VLT) thực hiện. VLT là đài quan sát thiên văn ánh sáng khả kiến tiên tiến nhất thế giới và tọa lạc tại Chile.
Những phát hiện của LEWIS cho phép nhóm nghiên cứu mới xác định rằng UDG tồn tại trong các môi trường có sự thay đổi rất lớn về tính chất vật lý, lượng vật chất tối mà chúng chứa và chuyển động cũng như thành phần của các ngôi sao của chúng.
Cụ thể, các nhà khoa học đã có thể tiến hành một cuộc điều tra chi tiết về UDG được chỉ định là "UDG32". Thiên hà lùn này nằm ở phần đuôi của một sợi khí gắn liền với thiên hà xoắn ốc được gọi là "NGC 3314A."
Một lý thuyết khả thi về sự hình thành UDG cho rằng chúng hình thành khi các sợi khí bị kéo từ các thiên hà lớn hơn thông qua tương tác hấp dẫn.
Nếu các đám mây khí vẫn nằm trong các sợi khí này, chúng có thể trở nên quá dày đặc và sụp đổ, tạo thành các ngôi sao trở thành nền tảng của UDG.
Dữ liệu từ LEWIS đã xác nhận rằng sự liên kết của UDG32 với đuôi sợi của NGC3314A không phải là kết quả của sự sắp xếp ngẫu nhiên. Có điều gì đó khiến UDG32 có vẻ như nằm ở đầu đuôi thủy triều của NGC3314A.
Ngoài ra, UDG32 còn giàu các nguyên tố nặng hơn hydro và heli, mà các nhà thiên văn học gọi chung là "kim loại", hơn các UDG khác trong cụm Hydra.
Kim loại được hình thành bởi các quá trình hạt nhân xảy ra tại trái tim của các ngôi sao và bị phân tán khi những ngôi sao này phát nổ vào cuối vòng đời của chúng để trở thành những khối xây dựng nên thế hệ sao tiếp theo.
Điều này thật thú vị vì, mặc dù các ngôi sao trong UDG32 trẻ hơn các ngôi sao trong các cụm UDG Hydra khác, nhưng chúng lại giàu kim loại hơn. Điều này cho thấy chúng hình thành trong khí và bụi tiền kim loại được thải ra bởi một thiên hà lớn hơn và cổ xưa hơn, hỗ trợ cho ý tưởng rằng UDG này bị kéo từ thiên hà xoắn ốc lân cận của nó.
Các bài viết liên quan:
— Phát hiện lớn nhất từ trước đến nay về các lỗ đen 'liên kết còn thiếu' được tiết lộ bởi máy ảnh năng lượng tối (video)
— Chuỗi 'ngọc trai vũ trụ' hiếm hoi cùng nhau nhảy múa trong vũ trụ
— Kính viễn vọng không gian James Webb phát hiện ra các lỗ đen có thể phá hủy sự hình thành sao
Kết quả của nhóm nghiên cứu là sự xác thực quan trọng cho dự án LEWIS, cho đến nay đã tăng gấp đôi số lượng UDG được phân tích bằng phương pháp quang phổ. Ngoài ra, LEWIS đã cung cấp góc nhìn "toàn cầu" đầu tiên về các thiên hà mờ này trong một cụm thiên hà vẫn đang hình thành.
"Dự án LEWIS là một thách thức. Khi chương trình này được ESO chấp nhận, chúng tôi nhận ra rằng đây là một mỏ vàng dữ liệu cần được khám phá. Và đó chính là những gì nó đã trở thành", Enrichetta Iodice, giám đốc khoa học của LEWIS, cho biết trong tuyên bố.
"Điểm mạnh của LEWIS, nhờ vào quang phổ tích hợp của thiết bị được sử dụng, nằm ở khả năng nghiên cứu đồng thời, đối với từng thiên hà riêng lẻ, không chỉ chuyển động của các ngôi sao mà còn cả quần thể sao trung bình", Iodice nói thêm, "và do đó, có các chỉ dẫn về tuổi hình thành và các đặc tính của cụm sao cầu, các dấu vết cơ bản cũng như hàm lượng vật chất tối.
"Bằng cách kết hợp các kết quả riêng lẻ, giống như trong một câu đố, chúng tôi tái tạo lại lịch sử hình thành của các hệ thống này".
nghiên cứu của nhóm đã được trình bày chi tiết trên hai bài báo được công bố trên tạp chí Astronomy & Astrophysics.
Một nhóm nghiên cứu nghiên cứu các thiên hà này đã phát hiện ra rằng khoảng một nửa số thiên hà họ nghiên cứu cho thấy dấu hiệu chuyển động thách thức các lý thuyết trước đây về sự hình thành và tiến hóa của các thế giới như vậy. Đặc biệt, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy chuyển động quay bất ngờ của các ngôi sao trong nhiều thiên hà lùn này.
Các nhà khoa học đã đạt được những phát hiện này trong khi nghiên cứu chuyển động của các ngôi sao trong 30 UDG trong cụm thiên hà Hydra nằm cách chúng ta hơn 160 triệu năm ánh sáng. Những phát hiện này có thể thay đổi hiểu biết của chúng ta về cách UDG hình thành và tiến hóa.
"Những kết quả chúng tôi thu được thỏa mãn gấp đôi", Chiara Buttitta, một nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý thiên văn Quốc gia và là đồng tác giả của một bài báo về những kết quả này, cho biết trong một tuyên bố. "Chúng tôi không chỉ có thể suy ra chuyển động của các ngôi sao trong những thiên hà cực kỳ mờ nhạt này mà còn tìm thấy thứ mà chúng tôi không mong đợi quan sát được".
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng chương trình quan sát "Looking into the fuzzyest With MUSE" hay LEWIS, do máy quang phổ trường tích phân MUSE được lắp đặt trên Kính thiên văn rất lớn (VLT) thực hiện. VLT là đài quan sát thiên văn ánh sáng khả kiến tiên tiến nhất thế giới và tọa lạc tại Chile.
Nguồn gốc của các thiên hà mờ
UDG lần đầu tiên được phát hiện vào năm 2015; quá trình hình thành và tiến hóa của các thiên hà cực mờ, dài kỳ lạ này ngay lập tức khiến các nhà thiên văn học phải đau đầu.Những phát hiện của LEWIS cho phép nhóm nghiên cứu mới xác định rằng UDG tồn tại trong các môi trường có sự thay đổi rất lớn về tính chất vật lý, lượng vật chất tối mà chúng chứa và chuyển động cũng như thành phần của các ngôi sao của chúng.
Cụ thể, các nhà khoa học đã có thể tiến hành một cuộc điều tra chi tiết về UDG được chỉ định là "UDG32". Thiên hà lùn này nằm ở phần đuôi của một sợi khí gắn liền với thiên hà xoắn ốc được gọi là "NGC 3314A."
Một lý thuyết khả thi về sự hình thành UDG cho rằng chúng hình thành khi các sợi khí bị kéo từ các thiên hà lớn hơn thông qua tương tác hấp dẫn.
Nếu các đám mây khí vẫn nằm trong các sợi khí này, chúng có thể trở nên quá dày đặc và sụp đổ, tạo thành các ngôi sao trở thành nền tảng của UDG.
Dữ liệu từ LEWIS đã xác nhận rằng sự liên kết của UDG32 với đuôi sợi của NGC3314A không phải là kết quả của sự sắp xếp ngẫu nhiên. Có điều gì đó khiến UDG32 có vẻ như nằm ở đầu đuôi thủy triều của NGC3314A.
Ngoài ra, UDG32 còn giàu các nguyên tố nặng hơn hydro và heli, mà các nhà thiên văn học gọi chung là "kim loại", hơn các UDG khác trong cụm Hydra.
Kim loại được hình thành bởi các quá trình hạt nhân xảy ra tại trái tim của các ngôi sao và bị phân tán khi những ngôi sao này phát nổ vào cuối vòng đời của chúng để trở thành những khối xây dựng nên thế hệ sao tiếp theo.
Điều này thật thú vị vì, mặc dù các ngôi sao trong UDG32 trẻ hơn các ngôi sao trong các cụm UDG Hydra khác, nhưng chúng lại giàu kim loại hơn. Điều này cho thấy chúng hình thành trong khí và bụi tiền kim loại được thải ra bởi một thiên hà lớn hơn và cổ xưa hơn, hỗ trợ cho ý tưởng rằng UDG này bị kéo từ thiên hà xoắn ốc lân cận của nó.
Các bài viết liên quan:
— Phát hiện lớn nhất từ trước đến nay về các lỗ đen 'liên kết còn thiếu' được tiết lộ bởi máy ảnh năng lượng tối (video)
— Chuỗi 'ngọc trai vũ trụ' hiếm hoi cùng nhau nhảy múa trong vũ trụ
— Kính viễn vọng không gian James Webb phát hiện ra các lỗ đen có thể phá hủy sự hình thành sao
Kết quả của nhóm nghiên cứu là sự xác thực quan trọng cho dự án LEWIS, cho đến nay đã tăng gấp đôi số lượng UDG được phân tích bằng phương pháp quang phổ. Ngoài ra, LEWIS đã cung cấp góc nhìn "toàn cầu" đầu tiên về các thiên hà mờ này trong một cụm thiên hà vẫn đang hình thành.
"Dự án LEWIS là một thách thức. Khi chương trình này được ESO chấp nhận, chúng tôi nhận ra rằng đây là một mỏ vàng dữ liệu cần được khám phá. Và đó chính là những gì nó đã trở thành", Enrichetta Iodice, giám đốc khoa học của LEWIS, cho biết trong tuyên bố.
"Điểm mạnh của LEWIS, nhờ vào quang phổ tích hợp của thiết bị được sử dụng, nằm ở khả năng nghiên cứu đồng thời, đối với từng thiên hà riêng lẻ, không chỉ chuyển động của các ngôi sao mà còn cả quần thể sao trung bình", Iodice nói thêm, "và do đó, có các chỉ dẫn về tuổi hình thành và các đặc tính của cụm sao cầu, các dấu vết cơ bản cũng như hàm lượng vật chất tối.
"Bằng cách kết hợp các kết quả riêng lẻ, giống như trong một câu đố, chúng tôi tái tạo lại lịch sử hình thành của các hệ thống này".
nghiên cứu của nhóm đã được trình bày chi tiết trên hai bài báo được công bố trên tạp chí Astronomy & Astrophysics.
