Trước khi vũ trụ của chúng ta đạt đến sinh nhật lần thứ 1 tỷ, một thiên hà bất thường đã hình thành và bắt đầu đánh cắp những ngôi sao mới với tốc độ đáng kinh ngạc. Sau đó, chỉ 800 triệu năm sau, thiên hà cực đoan đột nhiên im lặng, theo một nghiên cứu mới.
Thiên hà khổng lồ, được gọi là XMM-2599, nổi bật như một sự hiếm có trong những ngày đầu của vũ trụ.
"Nói chung, các thiên hà hình thành sớm nên có khối lượng nhỏ hơn, bởi vì mô hình cấu trúc cấu trúc hiện tại là phân cấp - các thiên hà nhỏ, khối lượng thấp sẽ được hình thành trước, và sau đó chúng sẽ hợp nhất để tạo thành các thiên hà lớn hơn lớn hơn tại thời gian sau đó, "đồng tác giả Danilo Marchesini, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học Tufts, cho biết trong một tuyên bố. Nhưng XMM-2599, với khối lượng gấp sáu lần Dải Ngân hà, hoàn toàn bất chấp những dự đoán này.
Một số mô hình số dự đoán rằng các thiên hà quái vật như vậy tồn tại trong vũ trụ sơ khai, nhưng những thiên hà được dự đoán đó dự kiến sẽ tích cực hình thành sao, Gillian Wilson, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học California, Riverside (UCR), cho biết trong một tuyên bố từ trường Đại học. "Điều khiến XMM-2599 trở nên thú vị, khác thường và đáng ngạc nhiên là nó không còn hình thành sao nữa."
Và không ai biết tại sao.
Marchesini, Wilson và các đồng nghiệp của họ đã mô tả khám phá bối rối trong một nghiên cứu mới được công bố hôm nay (5/2) trên Tạp chí Astrophysical Journal Letters.
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra XMM-2599 bằng cách đo bức xạ điện từ phát ra từ các ngôi sao xa xôi, cho phép các nhà nghiên cứu xác định tính chất hóa học và vật lý của các thiên hà. Bức xạ thường phải truyền qua không gian rộng lớn trước khi tiếp cận các thiết bị trên Trái đất và hành trình có thể mất nhiều thời gian. Điều đó có nghĩa là, bằng cách thực hiện các phép đo quang phổ, các nhà khoa học có thể nhìn thoáng qua vũ trụ của chúng ta trông như thế nào trong quá khứ xa xôi.
Sử dụng các phép đo của họ, nhóm nghiên cứu đã phát triển các mô hình toán học để dự đoán XMM-2599 sẽ hình thành như thế nào qua thời gian. "Ngay cả trước khi vũ trụ được 2 tỷ năm tuổi, XMM-2599 đã hình thành một khối lượng hơn 300 tỷ mặt trời, biến nó thành một thiên hà cực kỳ phức tạp", tác giả chính của nghiên cứu sau tiến sĩ thuộc Khoa Vật lý và Thiên văn học UCR, cho biết trong tuyên bố UCR.
Mô hình cho thấy rằng thiên hà đã tạo ra hầu hết các ngôi sao của nó trong một "cơn điên cuồng khổng lồ" khi vũ trụ chưa đầy 1 tỷ năm tuổi, Forrest nói. Trong quá trình sản xuất cao điểm, thiên hà đã tạo ra hơn 1.000 khối lượng mặt trời mỗi năm; đồng thời, Dải Ngân hà của chúng ta chỉ hình thành một ngôi sao mới, bản tuyên bố lưu ý. Các mô hình dự đoán rằng XMM-2599 sẽ tiếp tục tạo ra các ngôi sao mới, vì hầu hết các thiên hà đã làm trong kỷ nguyên lịch sử vũ trụ đó. Thay vào đó, thiên hà quái vật rơi vào trạng thái không hoạt động, có lẽ do thiếu nhiên liệu hoặc do hoạt động từ lỗ đen ở trung tâm của nó, Wilson nói.
"Chúng tôi đã bắt được XMM-2599 trong giai đoạn không hoạt động", Wilson nói. Trong khi thiên hà không còn tạo ra những ngôi sao mới, nó không thể mất bất kỳ khối lượng tích lũy nào, ông nói thêm. "Thời gian trôi qua, liệu có thể thu hút một cách hấp dẫn các thiên hà hình thành sao gần đó và trở thành một thành phố sáng của các thiên hà?"
Về lý thuyết, XMM-2599 có thể trở thành một nhân vật trung tâm trong một trong những "cụm thiên hà sáng nhất và to nhất trong vũ trụ địa phương", đồng tác giả Michael Cooper, giáo sư thiên văn học tại Đại học California, Irvine, cho biết Tuyên bố UCR. "Ngoài ra, nó có thể tiếp tục tồn tại trong sự cô lập. Hoặc chúng ta có thể có một kịch bản nằm giữa hai kết quả này."
Các tác giả chưa biết tại sao XMM-2599 ngừng sản xuất sao hoặc thiên hà có thể phát triển như thế nào trong tương lai. Họ kết luận rằng, do thiên hà đột nhiên không hoạt động, sự tồn tại của XMM-2599 "sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về cách các thiên hà cực lớn hình thành và phát triển trong vũ trụ sơ khai."
