Năm 1926, nhà thiên văn học nổi tiếng Edwin Hubble đã phát triển sơ đồ phân loại hình thái của mình cho các thiên hà. Phương pháp này chia các thiên hà thành ba nhóm cơ bản - Elliptical, xoắn ốc và Lenticular - dựa trên hình dạng của chúng. Kể từ đó, các nhà thiên văn học đã dành thời gian và nỗ lực đáng kể trong nỗ lực xác định các thiên hà đã phát triển như thế nào trong quá trình hàng tỷ năm để trở thành những hình dạng này.
Một trong những lý thuyết được chấp nhận rộng rãi nhất là các thiên hà thay đổi bằng cách hợp nhất, trong đó các đám mây sao nhỏ hơn - bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn lẫn nhau - kết hợp với nhau, làm thay đổi kích thước và hình dạng của một thiên hà theo thời gian. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã tiết lộ rằng các thiên hà thực sự có thể giả định hình dạng hiện đại của chúng thông qua sự hình thành của các ngôi sao mới trong trung tâm của chúng.
Nghiên cứu có tiêu đề Lõi quay Starburst trong các thiên hà khổng lồ tại z = 2.5, đã được xuất bản gần đây trong Tạp chí vật lý thiên văn. Được dẫn dắt bởi Ken-ichi Tadaki - một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ của Viện Vật lý ngoài Trái đất Max Planck và Đài quan sát Thiên văn Quốc gia Nhật Bản (NAOJ) - nhóm nghiên cứu đã tiến hành quan sát các thiên hà xa xôi để hiểu rõ hơn về biến thái thiên hà.
Điều này liên quan đến việc sử dụng kính viễn vọng trên mặt đất để nghiên cứu 25 thiên hà nằm cách Trái đất khoảng 11 tỷ năm ánh sáng. Ở khoảng cách này, nhóm nghiên cứu đã nhìn thấy những thiên hà này trông giống như 11 tỷ năm trước, hay khoảng 3 tỷ năm sau Vụ nổ lớn. Kỷ nguyên đầu tiên này trùng với thời kỳ hình thành thiên hà cực đại trong Vũ trụ, khi nền tảng của hầu hết các thiên hà đang được hình thành. Như Tiến sĩ Tadaki đã chỉ ra trong thông cáo báo chí của NAOJ:
Các thiên hà hình elip khổng lồ được cho là hình thành từ sự va chạm của các thiên hà đĩa. Nhưng, không rõ liệu tất cả các thiên hà hình elip có trải qua va chạm thiên hà hay không. Có thể có một con đường khác.
Nắm bắt được ánh sáng mờ nhạt của những thiên hà xa xôi này không phải là nhiệm vụ dễ dàng và nhóm nghiên cứu cần ba kính viễn vọng trên mặt đất để giải quyết chúng đúng cách. Họ bắt đầu bằng cách sử dụng Kính thiên văn Subaru NAOJ 8.2-m ở Hawaii để chọn ra 25 thiên hà trong kỷ nguyên này. Sau đó, họ nhắm mục tiêu cho họ quan sát bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA / ESA (HST) và Mảng milimét / milimét lớn Atacama (ALMA) ở Chile.
Trong khi HST thu được ánh sáng từ các ngôi sao để phân biệt hình dạng của các thiên hà (khi chúng tồn tại 11 tỷ năm trước), mảng ALMA quan sát thấy các sóng dưới đáy biển phát ra từ những đám mây bụi và khí lạnh - nơi các ngôi sao mới đang hình thành. Bằng cách kết hợp cả hai, họ đã có thể hoàn thành một bức tranh chi tiết về cách các thiên hà này trông cách đây 11 tỷ năm khi hình dạng của chúng vẫn đang phát triển.
Những gì họ tìm thấy là nói. Các hình ảnh HST chỉ ra rằng các thiên hà ban đầu bị chi phối bởi một thành phần đĩa, trái ngược với tính năng phình trung tâm mà chúng ta đã liên kết với các thiên hà xoắn ốc và dạng thấu kính. Trong khi đó, các hình ảnh ALMA cho thấy có những hồ chứa khí và bụi khổng lồ gần trung tâm của các thiên hà này, trùng khớp với tốc độ hình thành sao rất cao.
Để loại trừ khả năng thay thế rằng sự hình thành sao mãnh liệt này là do sự hợp nhất gây ra, nhóm nghiên cứu cũng sử dụng dữ liệu từ Kính viễn vọng rất lớn của Đài thiên văn Nam châu Âu (VLT) - đặt tại Đài thiên văn Paranal ở Chile - để xác nhận rằng không có dấu hiệu nào cho thấy va chạm thiên hà diễn ra vào thời điểm đó. Tadaki giải thích:
Tại đây, chúng tôi đã thu được bằng chứng chắc chắn rằng các lõi thiên hà dày đặc có thể được hình thành mà không có sự va chạm của thiên hà. Chúng cũng có thể được hình thành bởi sự hình thành sao mãnh liệt trong lòng thiên hà.
Những phát hiện này có thể khiến các nhà thiên văn suy nghĩ lại về các lý thuyết hiện tại của họ về sự tiến hóa của thiên hà và làm thế nào họ chấp nhận các tính năng như một khối phồng trung tâm và xoắn ốc. Nó cũng có thể dẫn đến việc xem xét lại các mô hình của chúng ta về sự tiến hóa vũ trụ, không đề cập đến lịch sử của thiên hà. Ai biết? Nó thậm chí có thể khiến các nhà thiên văn suy nghĩ lại về những gì có thể xảy ra trong vài tỷ năm nữa, khi Dải Ngân hà được thiết lập để va chạm với Thiên hà Andromeda.
Như mọi khi, chúng ta càng thăm dò vào Vũ trụ, nó càng tiết lộ nhiều hơn. Với mọi tiết lộ không phù hợp với mong đợi của chúng tôi, các giả thuyết của chúng tôi buộc phải trải qua sửa đổi.
