Bạn có thể đã nghe nói về nhà hàng ở cuối vũ trụ, nhưng bạn đã nghe nói về quán bar ở giữa dải ngân hà chưa?
Gần 80 năm trước, các nhà thiên văn học đã xác định rằng ngôi nhà của chúng ta, Dải Ngân hà, là một thiên hà xoắn ốc lớn. Mặc dù bị mắc kẹt bên trong và không thể nhìn thấy toàn bộ cấu trúc trông như thế nào - như chúng ta có thể với Pinwheel Galaxy, hoặc người hàng xóm gần nhất của chúng ta, thiên hà Andromeda - các nhà nghiên cứu đã nghi ngờ thiên hà của chúng ta thực sự là một thiên hà xoắn ốc có răng cưa. Các thiên hà xoắn ốc có gai có cấu trúc sao kéo dài, hoặc thanh, ở giữa mà trong trường hợp của chúng ta bị che giấu bởi bụi và khí. Có rất nhiều thiên hà trong Vũ trụ bị cấm hình xoắn ốc, tuy nhiên, có rất nhiều thiên hà không có thanh trung tâm.
Làm thế nào để các thanh trung tâm này hình thành, và tại sao chúng chỉ hiện diện trong một số, nhưng không phải tất cả các thiên hà xoắn ốc?
Một nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ R. Michael Rich (UCLA) dẫn đầu, được đặt tên là BRAVA (Bulge Radial Velocity Assay), đã đo vận tốc của nhiều ngôi sao đỏ, cũ gần trung tâm thiên hà của chúng ta. Bằng cách nghiên cứu quang phổ (ánh sáng kết hợp) của các ngôi sao khổng lồ lớp M, nhóm nghiên cứu đã có thể tính được vận tốc của mỗi ngôi sao dọc theo đường ngắm của chúng ta. Trong khoảng thời gian bốn năm, quang phổ của gần 10.000 ngôi sao đã được thu được bằng kính viễn vọng 4 mét CTIO Blanco đặt tại sa mạc Chile Hồi Atacama.
Phân tích vận tốc của các ngôi sao trong nghiên cứu của họ, nhóm nghiên cứu đã có thể xác nhận rằng khối phồng trung tâm của Milky Way, có chứa một thanh lớn, với một đầu gần như chĩa thẳng vào hệ mặt trời của chúng ta. Một phát hiện khác của nhóm nghiên cứu là trong khi thiên hà của chúng ta quay như bánh xe, nghiên cứu BRAVA cho thấy vòng quay của thanh trung tâm giống như một cuộn khăn giấy trong một bộ phân phối. Các khám phá của nhóm Team cung cấp manh mối quan trọng để giúp giải thích sự hình thành của khu vực trung tâm Milky Way.
Tập dữ liệu phổ được so sánh với mô phỏng máy tính được tạo bởi Tiến sĩ Juntai Shen (Đài thiên văn Thượng Hải) cho thấy thanh được hình thành từ một đĩa sao đã tồn tại từ trước. Dữ liệu của đội ngũ phù hợp với mô hình khá tốt, cho thấy rằng trước khi thanh trung tâm tồn tại, có một đĩa sao khổng lồ. Kết luận mà nhóm đưa ra trái ngược hoàn toàn với mô hình hình thành thường được chấp nhận của khu vực trung tâm thiên hà của chúng ta - một mô hình dự đoán khu vực trung tâm dải Ngân hà hình thành từ sự hợp nhất hỗn loạn của các đám mây khí. Điểm nhận được từ các điểm khác nhau từ nhóm nghiên cứu, kết luận là khí có vai trò trong việc hình thành khu vực trung tâm thiên hà của chúng ta, tổ chức thành một đĩa quay lớn, sau đó biến thành một thanh do sự tương tác hấp dẫn của các ngôi sao.
Một lợi ích khác cho nghiên cứu của đội ngũ là dữ liệu phổ sao sẽ cho phép nhóm nghiên cứu phân tích thành phần hóa học của các ngôi sao. Tất cả các ngôi sao đều có thành phần chủ yếu là hydro và heli, nhưng một lượng nhỏ các nguyên tố khác (các nhà thiên văn học đề cập đến bất cứ thứ gì trong quá khứ của helium như Kim loại kim) cung cấp cái nhìn sâu sắc về các điều kiện hiện diện trong quá trình hình thành sao.
Nhóm BRAVA đã phát hiện ra rằng các ngôi sao gần mặt phẳng của thiên hà Milky Way có ít kim loại hơn so với các ngôi sao từ mặt phẳng thiên hà của nó. Kết luận nhóm Team xác nhận các quan điểm tiêu chuẩn về sự hình thành sao, tuy nhiên dữ liệu BRAVA bao gồm một khu vực đáng kể của phình thiên hà có thể được phân tích hóa học. Nếu các nhà nghiên cứu lập bản đồ hàm lượng kim loại của các ngôi sao trên khắp Dải Ngân hà, một bức tranh rõ ràng về sự hình thành và tiến hóa của sao xuất hiện, tương tự như cách lập bản đồ CO2 nồng độ trong thềm băng ở Nam Cực có thể tiết lộ các kiểu thời tiết trong quá khứ ở đây trên Trái đất.
Nếu bạn thích đọc toàn bộ giấy, phiên bản in sẵn có tại: http://arxiv.org/abs/1112.1955
Nguồn: Thông cáo báo chí của Đài thiên văn quang học quốc gia
