Từ thời cổ đại, các nhà thiên văn học đã nhìn lên bầu trời đêm và nhìn thấy thiên hà Andromeda. Là thiên hà gần nhất với chính chúng ta, các nhà khoa học đã có thể quan sát và nghiên cứu kỹ lưỡng thiên hà xoắn ốc khổng lồ này trong nhiều thiên niên kỷ. Đến thế kỷ 20, các nhà thiên văn học nhận ra rằng Andromeda là thiên hà chị em của Dải Ngân hà và đang tiến về phía chúng ta. Trong 4,5 tỷ năm, nó thậm chí sẽ hợp nhất với chính chúng ta để tạo thành một chất siêu mịn.
Tuy nhiên, dường như các nhà thiên văn học đã sai về thiên hà Andromeda ở một khía cạnh chính. Theo nghiên cứu gần đây do một nhóm các nhà thiên văn học người Pháp và Trung Quốc dẫn đầu, thiên hà xoắn ốc khổng lồ này hình thành từ một vụ sáp nhập lớn xảy ra cách đây chưa đầy 3 tỷ năm. Điều này có nghĩa là Andromeda, như chúng ta biết ngày nay, trẻ hơn rất nhiều so với Hệ mặt trời của chính chúng ta, nó đã đánh bại khoảng 1,5 tỷ năm!
Nghiên cứu mang tên Mô hình sáp nhập lớn 2-3 tỷ năm tuổi cho thiên hà Andromeda và vùng ngoại ô của nó, gần đây đã xuất hiện trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. Dẫn đầu bởi Francois Hammer, Điều tra viên Nguyên tắc của các thiên hà, Etoiles, Physique et instrumentation (GEPI) tại Đài thiên văn Paris, nhóm nghiên cứu bao gồm các thành viên của Viện Khoa học Trung Quốc và Đại học Strasbourg.
Vì lợi ích của nghiên cứu của họ, việc dựa vào dữ liệu được thu thập bởi các cuộc khảo sát gần đây đã ghi nhận sự khác biệt đáng kể giữa các thiên hà Andromeda và Dải Ngân hà. Nghiên cứu đầu tiên, diễn ra từ năm 2006 đến 2014, đã chứng minh tất cả Andromeda có vô số ngôi sao xanh trẻ trong đĩa của nó (chưa đầy 2 tỷ năm tuổi) trải qua các chuyển động ngẫu nhiên trên quy mô lớn. Điều này trái ngược với các ngôi sao trong đĩa Milky Way, vốn chỉ chịu sự xoay vòng đơn giản.
Ngoài ra, các quan sát sâu sắc được thực hiện từ năm 2008 đến 2014 với kính viễn vọng Pháp-Canada ở Quần đảo Hawaii (CFHT) đã chỉ ra một số điều thú vị về hào quang Andromeda. Vùng rộng lớn này, có kích thước gấp 10 lần thiên hà, được bao phủ bởi những dòng sao khổng lồ. Nổi bật nhất trong số đó được gọi là Dòng suối khổng lồ, một đĩa bị cong vênh có vỏ và vón cục ở các cạnh của nó.
Sử dụng dữ liệu này, sự hợp tác giữa Pháp và Trung Quốc sau đó đã tạo ra một mô hình số chi tiết của Andromeda bằng cách sử dụng hai máy tính mạnh nhất hiện có ở Pháp - Đài quan sát Paris MesoPSL và Trung tâm nghiên cứu khoa học IDRIS-GENCI của Trung tâm nghiên cứu khoa học. Với mô hình số kết quả, nhóm nghiên cứu đã có thể chứng minh rằng những quan sát gần đây chỉ có thể được giải thích bằng một vụ va chạm gần đây.
Về cơ bản, họ kết luận rằng từ 7 đến 10 tỷ năm trước, Andromeda bao gồm hai thiên hà đã dần dần đạt được quỹ đạo chạm trán. Sau khi tối ưu hóa quỹ đạo của cả hai thiên hà, họ xác định rằng chúng sẽ va chạm từ 1,8 đến 3 tỷ năm trước. Sự va chạm này là thứ đã sinh ra Andromeda như chúng ta biết ngày nay, điều này làm cho nó trẻ hơn Hệ Mặt trời của chúng ta - hình thành gần 4,6 tỷ năm trước.
Hơn nữa, họ có thể tính toán phân phối khối lượng cho cả các thiên hà mẹ đã hợp nhất để hình thành Andromeda, điều này cho thấy thiên hà lớn hơn gấp bốn lần kích thước của thiên hà nhỏ hơn. Nhưng quan trọng nhất, nhóm nghiên cứu đã có thể tái tạo chi tiết tất cả các cấu trúc tạo nên Andromeda ngày nay - bao gồm phình, thanh, đĩa lớn và sự hiện diện của các ngôi sao trẻ.
Sự hiện diện của các ngôi sao xanh trẻ trong đĩa của nó, vẫn không giải thích được cho đến bây giờ, là do một giai đoạn hình thành sao dữ dội diễn ra sau vụ va chạm. Ngoài ra, các cấu trúc như Dòng suối khổng lồ của Hồi giáo và vỏ của quầng sáng thuộc về thiên hà mẹ nhỏ hơn, trong khi các cụm khuếch tán và bản chất bị vênh của quầng được lấy từ khối lớn hơn.
Nghiên cứu của họ cũng giải thích lý do tại sao các đặc điểm được gán cho thiên hà nhỏ hơn có sự thiếu hụt về các nguyên tố nặng so với các yếu tố khác - tức là nó ít đồ sộ hơn nên nó hình thành ít các nguyên tố và sao nặng hơn. Nghiên cứu này có ý nghĩa vô cùng to lớn khi nói đến sự hình thành và tiến hóa của thiên hà, chủ yếu là vì đây là mô phỏng số đầu tiên đã thành công trong việc tái tạo một thiên hà chi tiết như vậy.
Nó cũng có ý nghĩa quan trọng khi một tác động gần đây như vậy nó có thể đã để lại các tài liệu trong Nhóm Địa phương. Nói cách khác, nghiên cứu này có thể có ý nghĩa vượt xa khu vực thiên hà của chúng ta. Nó cũng là một ví dụ tốt về cách các công cụ ngày càng tinh vi dẫn đến các quan sát chi tiết hơn, khi kết hợp với các máy tính và thuật toán ngày càng tinh vi, dẫn đến các mô hình chi tiết hơn.
Người ta chỉ có thể tự hỏi liệu trí thông minh ngoài hành tinh trong tương lai (ETI) sẽ đưa ra kết luận tương tự về thiên hà của chúng ta một khi nó hợp nhất với Andromeda, hàng tỷ năm kể từ bây giờ. Sự va chạm và các tính năng kết quả chắc chắn sẽ được quan tâm đối với bất kỳ loài tiên tiến nào mà xung quanh nghiên cứu về nó!
