Các nhà thiên văn học cuối cùng đã quan sát được một thứ được dự đoán nhưng chưa từng thấy: một dòng sao nối liền với hai đám mây Magellanic. Khi làm như vậy, họ bắt đầu làm sáng tỏ bí ẩn xung quanh Đám mây Magellan Lớn (LMC) và Đám mây Magellan Nhỏ (SMC). Và điều đó đòi hỏi sức mạnh phi thường của Đài thiên văn Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) để làm điều đó.
Các đám mây Magellanic lớn và nhỏ (LMC và SMC) là các thiên hà lùn đến Dải Ngân hà. Nhóm các nhà thiên văn học, dẫn đầu bởi một nhóm tại Đại học Cambridge, tập trung vào các đám mây và vào một loại ngôi sao rất cũ đặc biệt: RR Lyrae. Các ngôi sao RR Lyrae là những ngôi sao đang rung chuyển từ những ngày đầu của Mây. Đám mây rất khó nghiên cứu vì chúng trải rộng khắp nơi, nhưng chế độ xem toàn bộ bầu trời độc đáo của Gaia Thục đã giúp việc này trở nên dễ dàng hơn.
Những đám mây Magellanic là một chút bí ẩn. Các nhà thiên văn học muốn biết liệu lý thuyết thông thường về sự hình thành thiên hà của chúng ta có áp dụng cho chúng hay không. Để tìm hiểu, họ cần biết khi nào Mây lần đầu tiên tiếp cận Dải Ngân hà và khối lượng của chúng là gì vào thời điểm đó. Nhóm Cambridge đã khám phá ra một số manh mối để giúp giải quyết bí ẩn này.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng Gaia để phát hiện các ngôi sao RR Lyrae, cho phép họ theo dõi phạm vi của LMC, một điều khó thực hiện cho đến khi Gaia xuất hiện. Họ tìm thấy một quầng sáng thấp xung quanh LMC kéo dài tới 20 độ. Đối với LMC để giữ các ngôi sao ở xa có nghĩa là nó sẽ phải lớn hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Trên thực tế, LMC có thể có tới 10% khối lượng mà Dải Ngân hà có.
Điều đó đã giúp các nhà thiên văn học trả lời câu hỏi đại chúng, nhưng để thực sự hiểu LMC và SMC, họ cần biết khi nào các đám mây đến Dải Ngân hà. Nhưng theo dõi quỹ đạo của một thiên hà vệ tinh là không thể. Chúng di chuyển chậm đến mức cả đời người là một đốm nhỏ so với chúng. Điều này làm cho quỹ đạo của họ về cơ bản không thể quan sát được.
Nhưng các nhà thiên văn học đã có thể tìm thấy điều tốt nhất tiếp theo: dòng sao thường được dự đoán nhưng không bao giờ quan sát được, hoặc cây cầu của các ngôi sao, trải dài giữa hai đám mây.
Một luồng sao hình thành khi một thiên hà vệ tinh cảm thấy lực hấp dẫn của một vật thể khác. Trong trường hợp này, lực hấp dẫn của LMC cho phép các ngôi sao riêng lẻ rời khỏi SMC và được kéo về phía LMC. Các ngôi sao don lồng rời đi cùng một lúc, chúng rời đi theo thời gian, tạo thành một dòng suối hoặc cây cầu, giữa hai cơ thể. Hành động này để lại dấu vết phát sáng của con đường của họ theo thời gian.
Các nhà thiên văn học đứng sau nghiên cứu này cho rằng cây cầu thực sự có hai thành phần: các ngôi sao bị tách khỏi SMC bởi LMC và các ngôi sao bị tách khỏi LMC bởi Dải Ngân hà. Cây cầu của ngôi sao RR Lyrae này giúp họ hiểu được lịch sử của sự tương tác giữa cả ba cơ thể.
Tương tác gần đây nhất giữa các đám mây là khoảng 200 triệu năm trước. Lúc đó, Mây trôi qua gần nhau. Hành động này hình thành không phải một, mà là hai cây cầu: một ngôi sao và một khí. Bằng cách đo độ lệch giữa cầu sao và cầu khí, họ hy vọng sẽ thu hẹp mật độ của corona khí bao quanh Dải Ngân hà.
Mật độ của dải ngân hà dải ngân hà là bí ẩn thứ hai mà các nhà thiên văn học hy vọng sẽ giải quyết được bằng cách sử dụng Đài thiên văn Gaia.
Galactic Corona được tạo thành từ khí ion hóa ở mật độ rất thấp. Điều này làm cho nó rất khó để quan sát. Nhưng các nhà thiên văn học đã nghiên cứu kỹ lưỡng về nó bởi vì họ nghĩ rằng corona có thể chứa hầu hết các vật chất baryonic bị mất tích. Mọi người đều đã nghe nói về Dark Matter, vấn đề chiếm tới 95% vật chất trong vũ trụ. Dark Matter là thứ gì đó khác với vật chất bình thường tạo nên những thứ quen thuộc như sao, hành tinh và chúng ta.
5% vật chất khác là vật chất baryonic, các nguyên tử quen thuộc mà tất cả chúng ta tìm hiểu. Nhưng chúng ta chỉ có thể chiếm một nửa trong số 5% vật chất baryonic mà chúng ta nghĩ là phải tồn tại. Phần còn lại được gọi là vật chất baryonic bị mất tích, và các nhà thiên văn học nghĩ rằng nó có thể có trong corona thiên hà, nhưng họ đã không thể đo lường được.
Hiểu được mật độ của Dải ngân hà giúp tìm hiểu về Đám mây Magellanic và lịch sử của chúng. Đó là vì những cây cầu của các ngôi sao và khí hình thành giữa các đám mây Magellan nhỏ và lớn ban đầu di chuyển với cùng một tốc độ. Nhưng khi họ đến gần corona Milky Way, corona đã kéo theo các ngôi sao và khí gas. Bởi vì các ngôi sao nhỏ và dày đặc so với khí, chúng đi qua corona mà không thay đổi vận tốc.
Nhưng khí hành xử khác nhau. Khí chủ yếu là hydro trung tính, và rất khuếch tán, và cuộc chạm trán với dải ngân hà Milky Way đã làm nó chậm lại đáng kể. Điều này tạo ra sự bù trừ giữa hai luồng.
Nhóm nghiên cứu đã so sánh các vị trí hiện tại của dòng khí và ngôi sao. Bằng cách tính đến mật độ của khí và cả hai đám mây đã ở trong corona bao lâu, sau đó họ có thể ước tính mật độ của chính corona.
Khi họ làm như vậy, kết quả của họ cho thấy rằng vấn đề baryonic bị thiếu có thể được tính đến trong corona. Hoặc ít nhất là một phần đáng kể của nó có thể. Vì vậy, những gì kết quả cuối cùng của tất cả các công việc này?
Dường như tất cả các công trình này xác nhận rằng cả Đám mây Magellan Lớn và Nhỏ phù hợp với lý thuyết hình thành thiên hà thông thường của chúng ta.
Giải đáp bí ẩn. Con đường để đi, khoa học.
