Kính thiên văn vũ trụ Hubble đã cho chúng ta một hình ảnh tuyệt đẹp về thiên hà xoắn ốc có rào chắn NGC 7773. Đây là một thiên hà cổ điển thuộc loại này, và làm nổi bật thanh sáng của các ngôi sao tập trung neo vào các nhánh xoắn ốc của thiên hà. Nó được chụp bằng Máy ảnh trường rộng Hubble 3 (WFC3.)
NGC 7773 cách xa gần 400 triệu năm ánh sáng trong chòm sao Pegasus. Chúng tôi đã biết về nó trong một thời gian dài. Nó được phát hiện vào năm 1790 bởi William Herschel, một người đồng hành với những người đam mê thiên văn học. Herschel đã phát hiện ra Thiên vương tinh, cũng như nhiều thiên hà, cụm sao và tinh vân khác.
Cái tên galaxy thiên hà xoắn ốc có tên là không yêu cầu giải thích quá nhiều. Các thiên hà xoắn ốc đã quen thuộc với mọi học sinh và loại thiên hà có lẽ chỉ là một thiên hà xoắn ốc già hơn, trưởng thành hơn. Thanh sáng là một khu vực tập trung các ngôi sao và sinh ra sao.
Các thiên hà xoắn ốc trẻ hơn thiếu thanh sáng ở trung tâm. Các nhà thiên văn học khá chắc chắn rằng khi thiên hà xoắn ốc có tuổi, khí hình thành sao được hút về phía trung tâm, nơi nó kết lại thành các ngôi sao. Trong vườn ươm sao đó, những ngôi sao trẻ rất sáng từ điểm thuận lợi xa xôi của chúng ta đến nỗi khó khăn để phân biệt từng ngôi sao.
Các thiên hà xoắn ốc có hàng rào hiếm có, và Hubble và các kính thiên văn khác đã chụp được khá nhiều trong số chúng trong những năm qua.
Đây là những cấu trúc đẹp, đầy cảm hứng. Điều hấp dẫn ở họ là chúng ta có thể sống rất tốt bên trong một trong những người đẹp khổng lồ này. Chúng ta biết rằng Dải Ngân hà là một thiên hà xoắn ốc, và trong những năm 1960, chúng ta bắt đầu nghi ngờ rằng nó có một vòng xoắn ốc bị chặn. Sau đó, vào năm 1975, trong một bài báo có tiêu đề Mô hình của các khu vực bên trong thiên hà, nhà nghiên cứu của W.L. Peters đã phát triển một mô hình xoắn ốc có dải ngân hà, giải thích các đặc điểm nổi bật trong nhánh xoắn ốc của thiên hà.
Nhưng chúng ta có thể thực sự nhìn thấy thanh. Ít nhất là không quang học.
Vào những năm 1980, các kính viễn vọng vô tuyến đã phát hiện ra khí trong Dải Ngân hà gợi ý về sự tồn tại của thanh. Sau đó vào những năm 1990, các quan sát từ Khảo sát toàn bộ bầu trời 2-Micron (2MASS) đã bổ sung thêm bằng chứng cho thanh này. Nhưng có rất nhiều bụi để cố gắng nhìn xuyên qua phần đó của thiên hà. Các nhà thiên văn học người sói chắc chắn, nhưng bằng chứng ngày càng tăng.
Sau đó vào năm 2003, NASA đã phóng kính viễn vọng không gian Spitzer, một kính viễn vọng hồng ngoại mạnh mẽ có thể nhìn vào trung tâm thiên hà tốt hơn bất kỳ thiết bị tiền nhiệm nào. Một nhóm các nhà thiên văn học đã sử dụng sức mạnh của Spitzer, để nhìn xuyên qua bụi và nhìn vào 30 triệu ngôi sao ở khu vực trung tâm Milky Way. Điều này rất khó thực hiện và một trong những nhà thiên văn học liên quan đã mô tả nó như cố gắng tìm ranh giới của khu rừng từ sâu bên trong nó.
Ed Churchwell là bằng chứng tốt nhất từng có cho thanh trung tâm dài này trong thiên hà của chúng ta, Ed Churchwell nói vào thời điểm đó. Churchwell là giáo sư thiên văn học của UW-Madison và là tác giả cao cấp của một bài báo mô tả công việc trong Tạp chí Vật lý Thiên văn.
Tác giả chính Robert Benjamin, cũng thuộc Đại học Wisconsin, cho biết thêm, Đây là bằng chứng tốt nhất cho một thanh dài trong thiên hà của chúng ta. Thật khó để tranh luận với dữ liệu này.
Họ tìm thấy bằng chứng rõ ràng rằng quán bar ở đó, và nó kéo dài hơn so với suy nghĩ trước đây. Nó đạt tới một nửa khoảng cách từ trung tâm thiên hà đến Mặt trời của chúng ta, khoảng 27.000 năm ánh sáng. Tại thời điểm phát hiện, Churchwell cho biết, Đây là thành phần chính của thiên hà chúng ta và về cơ bản vẫn bị ẩn giấu cho đến bây giờ. Thực tế là nó rất lớn có nghĩa là nó sẽ có ảnh hưởng lớn đến sự năng động của phần bên trong thiên hà của chúng ta.
Câu hỏi là, cấu trúc lớn này ảnh hưởng đến thiên hà như thế nào? Nó đóng vai trò gì?
Trong vòng tay xoắn ốc, nơi chúng ta dành cả đời để tự hỏi về mọi thứ, các ngôi sao xoay quanh trung tâm thiên hà cứ sau vài trăm triệu năm. Nhưng trong quán bar, các ngôi sao di chuyển trên quỹ đạo hình elip đưa chúng về phía và ra khỏi trung tâm thiên hà, nơi có hố đen siêu lớn Sagittarius A-star cư trú. Ngoài ra, trong khi cánh tay chứa rất nhiều ngôi sao trẻ và xanh, thì thanh chứa chủ yếu là những ngôi sao đỏ, già hơn.
Churchwell nghĩ rằng quán bar giống như một con đường mang vật liệu về phía lỗ đen. Thanh này có thể mang vật chất vào trung tâm của thiên hà và nuôi sống lỗ đen, Giáo Churchwell nói với Nhà khoa học mới năm 2005.
Có rất nhiều hình xoắn ốc bị chặn, vì vậy chúng có cấu trúc ổn định. Trên thực tế, khoảng hai phần ba của tất cả các thiên hà là những vòng xoắn ốc bị chặn. Nhưng sự hiện diện của một người cho chúng ta biết gì về lịch sử của Dải Ngân hà và tương lai?
Tôi không biết ai thực sự hiểu đầy đủ về cách các thanh được hình thành, năm Church Churchwell nói vào năm 2005. Những gì chúng ta biết là có rất nhiều thiên hà bị cấm, chúng phải khá ổn định. Các nhà thiên văn học phải đưa ra một số loại mô hình có thể giải thích sự ổn định của các cấu trúc này.
Nhưng đó là năm 2005, và bây giờ, gần 15 năm sau, các nhà thiên văn học đã học được thêm một vài điều.
Chúng ta biết rằng các thiên hà xoắn ốc trở thành những vòng xoắn ốc bị cấm trong khoảng 2 tỷ năm. Suy nghĩ hiện tại nói rằng thanh thực sự vận chuyển vật chất vào trung tâm thiên hà, giúp thúc đẩy việc tạo ra các ngôi sao mới và tạo ra một hạt nhân thiên hà hoạt động. Nó nghĩ rằng một làn sóng mật độ từ trung tâm của thiên hà tạo ra thanh. Theo thời gian, nó ảnh hưởng đến các ngôi sao ngày càng xa hơn tạo ra thanh tự kéo dài.
Nó cũng có vẻ như các thiên hà xoắn ốc bị chặn có thể mất các thanh của chúng. Theo thời gian, cấu trúc thanh có thể phân rã. Khối lượng của nó trở nên lớn đến mức nó trở nên không ổn định, và sau đó, cánh tay trở nên cứng đầu về ngoại hình, thay vì những cánh tay đẹp trong Dải Ngân hà.
Chúng tôi đã học được rất nhiều về thiên hà Milky Way của chúng ta và về hình thái và sự tiến hóa của các thiên hà nói chung. Nhưng chúng tôi vẫn không chính xác làm thế nào thanh, cánh tay, chỗ phình và lỗ đen siêu lớn ở trung tâm đều hoạt động chung để định hình dải Ngân hà.
Nhưng chúng ta có thể thấy trong một vài thập kỷ ngắn ngủi, chúng ta đã học được rất nhiều điều. Hy vọng trong vài thập kỷ tới, chúng tôi sẽ học được nhiều hơn nữa.
Nguồn:
- Thông cáo báo chí của NASA: Thiên hà trưởng thành mê hoặc trong chế độ Hubble mới
- Bài viết của Hubbleite: Chế độ xem Hubble của Thiên hà xoắn ốc bị chặn NGC 1672
- Wikipedia Entry: Barred xoắn ốc thiên hà
- Tài liệu nghiên cứu: PHƯƠNG PHÁP THỰC SỰ CỦA CÁC GALAX SPIRAL LÀ GÌ?
- Tài liệu nghiên cứu: Các vùng hạt nhân trong các thiên hà xoắn ốc có rào chắn II. Quan hệ với các thiên hà chủ
- Tạp chí vũ trụ: Cái nhìn mới về dải ngân hà
- Tài liệu nghiên cứu: Mô hình cho các khu vực bên trong của Thiên hà. Tôi
