Dải Ngân hà của chúng ta là một không gian khá rộng lớn và đông dân cư. Tất cả đã nói, số sao của nó nằm trong khoảng từ 100 đến 400 tỷ, với một số ước tính nói rằng nó có thể có tới 1 nghìn tỷ. Nhưng tất cả những ngôi sao này đến từ đâu? Chà, hóa ra, ngoài việc hình thành nhiều thiên hà của riêng mình và hợp nhất với các thiên hà khác, Dải Ngân hà có thể đã đánh cắp một số ngôi sao của nó khỏi các thiên hà khác.
Đó là lập luận của hai nhà thiên văn học từ Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian. Theo nghiên cứu của họ, đã được chấp nhận để công bố trong Tạp chí Vật lý thiên văn, họ cho rằng khoảng một nửa số ngôi sao quay quanh rìa ngoài cùng của Dải Ngân hà thực sự đã bị đánh cắp khỏi thiên hà lùn Nhân Mã gần đó.
Có một thời, Thiên hà hình elip lùn Sagittarius được cho là thiên hà gần nhất với chúng ta (một vị trí hiện đang được giữ bởi thiên hà lùn Canis Major). Là một trong vài chục thiên hà lùn bao quanh Dải Ngân hà, nó đã quay quanh thiên hà của chúng ta nhiều lần trong quá khứ. Với mỗi quỹ đạo đi qua, nó trở thành đối tượng chịu lực hấp dẫn mạnh mẽ của thiên hà, có tác dụng kéo nó ra xa nhau.
Những ảnh hưởng lâu dài của điều này có thể được nhìn thấy bằng cách nhìn vào những ngôi sao xa nhất trong thiên hà của chúng ta, bao gồm mười một ngôi sao ở cách Trái đất khoảng 300.000 năm ánh sáng (nằm ngoài đĩa xoắn ốc Milky Way). Theo nghiên cứu được sản xuất bởi Marion Dierickx, một sinh viên tốt nghiệp tại Khoa thiên văn học của Đại học Harvard, một nửa trong số những ngôi sao này được lấy từ thiên hà lùn Sagittarius trong quá khứ.
Giáo sư Avi Loeb, Frank B. Baird, Phó giáo sư khoa học tại Đại học Harvard và Marion Dierickx, đồng tác giả nghiên cứu - có tựa đề, Chuyện dự đoán mở rộng dòng Sagittarius cho Milky Way Virial Radius. Như ông nói với Tạp chí Không gian qua email:
Chúng tôi thấy bằng chứng về các dòng sao kết nối với lõi của thiên hà và chỉ ra rằng thiên hà lùn này đã đi qua nhiều lần quanh trung tâm Dải Ngân hà và bị xé toạc bởi trường hấp dẫn thủy triều của Dải Ngân hà. Chúng ta đều quen thuộc với thủy triều trong đại dương gây ra bởi lực hấp dẫn của mặt trăng, nhưng nếu mặt trăng là một vật thể lớn hơn nhiều - nó sẽ kéo các đại dương ra khỏi Trái đất và chúng ta sẽ thấy một luồng hơi nước bị kéo dài ra từ trái đất."
Vì mục đích nghiên cứu của họ, Dierickx và Loeb đã điều hành các mô hình máy tính để mô phỏng các chuyển động của người lùn Nhân Mã trong 8 tỷ năm qua. Những mô phỏng này đã tái tạo những dòng sao trải dài từ thiên hà lùn Nhân Mã đến trung tâm thiên hà của chúng ta. Họ cũng thay đổi vận tốc và góc tiếp cận của Sagittarius để xem liệu các trao đổi kết quả có phù hợp với các quan sát hiện tại hay không.
Loeb Chúng tôi đã cố gắng khớp dữ liệu khoảng cách và vận tốc cho lõi của thiên hà Sagitarrius, và sau đó so sánh dự đoán kết quả về vị trí và vận tốc của các luồng sao, Loeb nói. Kết quả rất đáng khích lệ đối với một số điều kiện ban đầu cụ thể liên quan đến việc bắt đầu hành trình thiên hà Nhân Mã khi vũ trụ gần bằng một nửa thời đại hiện tại.
Những gì họ tìm thấy là theo thời gian, sao lùn Nhân Mã đã mất khoảng một phần ba số sao và chín phần mười vật chất tối của nó cho Dải Ngân hà. Kết quả cuối cùng của việc này là việc tạo ra ba luồng sao riêng biệt đạt tới một triệu năm ánh sáng từ trung tâm thiên hà đến rìa của vầng hào quang Milky Way. Thật thú vị, một trong những luồng này đã được dự đoán bởi các mô phỏng được thực hiện bởi các dự án như Khảo sát kỹ thuật số Sloan.
Các mô phỏng cũng cho thấy năm ngôi sao Nhân Mã sẽ kết thúc trở thành một phần của Dải Ngân hà. Hơn nữa, vị trí và vận tốc của những ngôi sao này trùng khớp với năm ngôi sao xa nhất trong thiên hà của chúng ta. Sáu người kia dường như không đến từ sao lùn Nhân Mã và có thể là kết quả của sự tương tác hấp dẫn với một thiên hà lùn khác trong quá khứ.
Loeb Các động lực của các ngôi sao trong các nhánh mở rộng mà chúng ta dự đoán (là cấu trúc Thiên hà lớn nhất trên bầu trời từng được dự đoán) có thể được sử dụng để đo khối lượng và cấu trúc của Dải Ngân hà, Loeb nói. Phong bì bên ngoài của dải ngân hà không bao giờ được thăm dò trực tiếp, bởi vì không có luồng nào khác được biết đến kéo dài đến đó.
Dựa vào cách các mô phỏng khớp với các quan sát hiện tại, Dierickx tự tin rằng có nhiều người xen kẽ lùn Nhân Mã ở ngoài đó, chỉ chờ được tìm thấy. Chẳng hạn, các thiết bị trong tương lai - như Kính thiên văn Khảo sát khái quát lớn (LSST), dự kiến sẽ bắt đầu các hoạt động khảo sát đầy đủ vào năm 2022 - có thể phát hiện hai luồng sao còn lại được dự đoán bởi cuộc khảo sát.
Với quy mô thời gian và khoảng cách liên quan, khá khó khăn để thăm dò thiên hà của chúng ta (và bằng cách mở rộng, Vũ trụ) để xem chính xác nó phát triển theo thời gian như thế nào. Tuy nhiên, việc ghép dữ liệu quan sát với các mô hình máy tính đã được chứng minh để kiểm tra các lý thuyết tốt nhất của chúng tôi về cách mọi thứ diễn ra. Trong tương lai, nhờ các công cụ cải tiến và khảo sát chi tiết hơn, chúng tôi có thể biết chắc chắn!
Và chắc chắn kiểm tra hoạt hình này của mô phỏng máy tính, cho thấy các hiệu ứng trên lực hấp dẫn của Dải Ngân hà đối với các ngôi sao thiên hà lùn Sagittarius và các vật chất tối.
