Trong nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn học đã cố gắng để hiểu tại sao thiên hà Milky Way bị vênh theo cách của nó. Trong những năm gần đây, các nhà thiên văn học đã đưa ra giả thuyết rằng đó có thể là hàng xóm của chúng ta, Đám mây Magellanic, chịu trách nhiệm cho hiện tượng này. Theo lý thuyết này, các thiên hà lùn này kéo theo vật chất tối Milky Way, gây ra các dao động kéo theo nguồn cung cấp khí hydro của thiên hà.
Tuy nhiên, theo dữ liệu mới từ Đài thiên văn Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), có thể sự cong vênh này là kết quả của một vụ va chạm đang diễn ra với một thiên hà nhỏ hơn. Những phát hiện này xác nhận rằng sợi dọc trong thiên hà của chúng ta không tĩnh, nhưng có thể thay đổi theo thời gian (hay còn gọi là suy đoán), và quá trình này đang diễn ra nhanh hơn mọi người nghĩ!
Các nhà thiên văn học đã biết từ cuối những năm 1950, đĩa của Dải Ngân hà, nơi phần lớn các ngôi sao của nó cư trú - được uốn cong lên trên một mặt và xuống phía bên kia. Tuy nhiên, lý do cho điều này vẫn chưa rõ ràng, với các lý thuyết từ ảnh hưởng của từ trường liên thiên hà, các tác động hấp dẫn của một quầng sáng vật chất tối có hình dạng bất thường.
Để làm sáng tỏ điều này, một nhóm các nhà thiên văn học từ Đài quan sát vật lý thiên văn Torino ở Ý và Viện thiên văn học Max Planck ở Đức đã tham khảo các phép đo thiên văn từ bản phát hành dữ liệu Gaia thứ hai (DR2). Gói mới nhất này (được phát hành vào ngày 25 tháng 4 năm 2018) chứa thông tin cập nhật về vị trí, chuyển động và khoảng cách của 1,692 tỷ sao.
Sử dụng dữ liệu này, nhóm nghiên cứu có thể kiểm tra hành vi của các ngôi sao nằm ở đĩa ngoài, từ đó họ xác nhận rằng dải thiên hà không phải là tĩnh mà thay đổi hướng của nó theo thời gian. Sự thay đổi trong định hướng này, được gọi là suy đoán, tương tự như cách một hành tinh trải nghiệm một con lắc lư tình yêu do cách chúng xoay trên trục của chúng.
Ngoài ra, họ cũng phát hiện ra rằng phần trước của sợi dọc này đang diễn ra với tốc độ nhanh hơn nhiều so với dự kiến - nhanh hơn nhiều so với những gì từ trường liên thiên hà hoặc quầng sáng vật chất tối có thể có. Nhóm nghiên cứu đã kết luận rằng điều gì đó mạnh mẽ hơn phải ảnh hưởng đến hình dạng của thiên hà của chúng ta, giống như một vụ va chạm với một thiên hà khác.
Nghiên cứu mô tả những phát hiện của họ, có tiêu đề là Bằng chứng về một cuộc chiến thiên hà đang phát triển năng động, gần đây đã xuất hiện trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên. Như Eloisa Poggio của Đài quan sát vật lý thiên văn Torino, tác giả chính của nghiên cứu, đã giải thích trong một thông cáo báo chí ESA:
Chúng tôi đã đo tốc độ của sợi dọc bằng cách so sánh dữ liệu với các mô hình của chúng tôi. Dựa trên vận tốc thu được, sợi dọc sẽ hoàn thành một vòng quay quanh trung tâm Dải Ngân hà trong 600 đến 700 triệu năm. Điều đó nhanh hơn nhiều so với những gì chúng ta mong đợi dựa trên dự đoán từ các mô hình khác, chẳng hạn như những người nhìn vào ảnh hưởng của quầng sáng không hình cầu.
Tuy nhiên, tốc độ của sự tiên đoán Warp chậm hơn tốc độ mà các ngôi sao trong đĩa Ngân hà đang quay quanh trung tâm thiên hà. Chẳng hạn, Mặt trời của chúng ta quay quanh trung tâm Dải Ngân hà với vận tốc trung bình 230 km / s (828.000 km / h; 514.495 dặm / giờ) và mất khoảng 220 triệu năm để hoàn thành một quỹ đạo.
Hiện tại, vẫn chưa biết thiên hà nào có thể gây ra gợn hoặc khi bắt đầu va chạm. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu nghi ngờ rằng đó có thể là Thiên hà lùn Sagittarius, một bộ sưu tập hình elip gồm khoảng 10.000 ngôi sao quay quanh Dải Ngân hà từ cực này sang cực khác, và ở khoảng cách khoảng 50.000 năm ánh sáng.
Các nhà thiên văn học tin rằng thiên hà lùn này đang dần bị dải Ngân hà hấp thụ, một quá trình được cho là đã khiến nó bị sập qua đĩa Milky Way, nhiều lần trong quá khứ. Nếu âm thanh của điều này làm cho bất cứ ai cảm thấy lo lắng, họ nên thoải mái trong thực tế rằng những thay đổi này đang xảy ra ở quy mô thiên hà và rất xa - do đó, chúng sẽ không có tác động đáng chú ý nào đối với sự sống trên Trái đất.
Đây là nghiên cứu đóng vai trò là một ví dụ về khả năng chưa từng có của Đài thiên văn Gaia trong việc lập bản đồ thiên hà của chúng ta dưới dạng 3D, cũng như các loại nghiên cứu mà điều này tạo ra. Như Ronald Drimmel, một nhà thiên văn học nghiên cứu tại Đài quan sát vật lý thiên văn ở Torino và là đồng tác giả của bài báo, đã mô tả nó:
Ngay bây giờ, nó giống như có một chiếc xe hơi và cố gắng đo vận tốc và hướng di chuyển của chiếc xe này trong một khoảng thời gian rất ngắn và sau đó, dựa trên những giá trị đó, cố gắng mô hình quỹ đạo quá khứ và tương lai của chiếc xe. Nếu chúng ta thực hiện các phép đo như vậy cho nhiều chiếc xe, chúng ta có thể mô hình hóa lưu lượng giao thông. Tương tự, bằng cách đo chuyển động rõ ràng của hàng triệu ngôi sao trên bầu trời, chúng ta có thể mô hình hóa các quá trình quy mô lớn như chuyển động của sợi dọc.
Những phát hiện này tương tự như các kết quả nghiên cứu khác được thực hiện nhờ Gaia. Năm 2018, một nhóm các nhà thiên văn học đã sử dụng dữ liệu sứ mệnh trong 22 tháng đầu tiên để xác định rằng Dải Ngân hà và các thiên hà khác đã trải qua các vụ va chạm và sáp nhập trong quá khứ xa xôi, bằng chứng ngày nay vẫn có thể nhìn thấy trong các chuyển động của các nhóm sao lớn.
Lần đầu tiên với Gaia, chúng ta có một lượng lớn dữ liệu về một lượng lớn các ngôi sao, chuyển động được đo chính xác đến mức chúng ta có thể cố gắng tìm hiểu các chuyển động quy mô lớn của thiên hà và mô hình hóa lịch sử hình thành của nó, Jos de Bruijne, phó nhà khoa học dự án Gaia nói. Đây là một cái gì đó độc đáo. Đây thực sự là cuộc cách mạng Gaia.
Nhiệm vụ hiện đang ở năm thứ sáu và (mở rộng chặn) sẽ tiếp tục thu thập dữ liệu thiên văn cho đến năm 2022. Trong khi đó, các nhà thiên văn học đang háo hức chờ đợi hai bản phát hành tiếp theo của dữ liệu Gaia (DR3 và DR4), dự kiến vào cuối năm 2020 và trong nửa cuối năm 2021. Với những gì chúng ta đã học được từ nhiệm vụ này, người ta chỉ có thể suy đoán về những bí ẩn khác, nó sẽ giúp làm sáng tỏ!
