Tín dụng hình ảnh: UCSC
Một nhóm các nhà thiên văn học từ Đại học Cambridge đã nghiên cứu một nhóm thiên hà hiếm, được gọi là các thiên hà hình cầu lùn, dường như có rất ít ngôi sao nhưng một lượng lớn vật chất tối tối. Nhóm nghiên cứu đã phân tích một thiên hà như vậy và thấy rằng các ngôi sao ở rìa ngoài đang chuyển động nhanh đến mức thiên hà chỉ có thể ở cùng nhau nếu nó có vật chất tối gấp 100 lần so với khối lượng của các ngôi sao. Nghiên cứu này sẽ giúp các nhà thiên văn học hiểu được các thiên hà được hình thành như thế nào và vật chất tối đóng vai trò như thế nào trong thành phần của chúng.
Nghiên cứu mới về các thiên hà hình cầu lùn của một nhóm các nhà thiên văn học tại Đại học Cambridge hứa hẹn một thiên văn học thực sự trước tiên: lần đầu tiên phát hiện ra các giới hạn bên ngoài thực sự của một thiên hà.
Nhóm nghiên cứu sẽ trình bày hôm nay (23 tháng 7 năm 2003) tại Đại hội đồng Liên minh Thiên văn Quốc tế (IAUXXV) lần thứ 25 tại Sydney, Úc. Nghiên cứu có thể cung cấp chìa khóa để hiểu cách thức các thiên hà lớn hơn được hình thành, bao gồm cả dải ngân hà của chúng ta.
Các thiên hà hình cầu lùn hiếm hoi hiển thị một vài ngôi sao nhưng chứa một lượng lớn vật chất tối hay vật chất không phát ra bức xạ mà các nhà thiên văn học có thể quan sát được. Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu chi tiết các thiên hà này bằng cách sử dụng một số kính viễn vọng quang học lớn nhất trên trái đất để thăm dò bí mật đen tối của chúng. Các thiên hà hình cầu lùn được nhiều người tin là các khối xây dựng từ đó các thiên hà được hình thành.
Bằng cách nghiên cứu chuyển động của nhiều ngôi sao, các nhà khoa học đã tạo ra một bức tranh về cách sắp xếp khối lượng của thiên hà. Đáng ngạc nhiên, khi nhóm nghiên cứu Cambridge nhìn vào các ngôi sao ở rìa của một thiên hà như vậy, Draco, họ thấy rằng các ngôi sao bên ngoài đang di chuyển rất nhanh đến nỗi thiên hà chỉ có thể ở cùng nhau nếu nó chứa vật chất tối gấp 100 lần khối lượng của sao một mình. Sử dụng các mô hình chi tiết về chuyển động của các ngôi sao trong thiên hà chứa một lượng lớn vật chất tối, nhóm có thể chứng minh các quan sát của họ chỉ có thể hiểu được nếu thiên hà bị bao quanh bởi một quầng sáng lớn của vật chất tối.
Các quan sát của thiên hà hình cầu lùn nhỏ Ursa đã đưa ra một biến chứng mới trong nghiên cứu. Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy một cụm sao bất ngờ chuyển động chậm được giải thích là phần còn lại của một trong những hệ sao tinh khiết, một cụm sao cầu. Các cụm đáng lẽ đã được phân tán trên khắp thiên hà, nhưng nó vẫn được tổ chức cùng nhau. Nhóm nghiên cứu nhận ra điều này chỉ có thể nếu vật chất tối được sắp xếp theo cách rất khác với các thiên hà tiêu chuẩn.
Vào tháng 5 năm 2003, nghiên cứu sâu hơn về Ursa Minor cho thấy các ngôi sao ở những phần ngoài cùng không di chuyển nhanh như những ngôi sao ở rìa Draco. Một số giả thuyết đang được nghiên cứu bao gồm vật chất tối từ rìa Tiểu Ursa đã bị cướp khỏi thiên hà bởi cha mẹ khổng lồ của nó, Dải Ngân hà, cho phép một số ngôi sao nhẹ nhàng đi ra khỏi cha mẹ. Hoặc chúng có thể là những ngôi sao lang thang quá gần các ngôi sao khác ở trung tâm thiên hà và kết quả là bị ném ra rìa của thiên hà.
Dù giải thích thế nào, những phát hiện này hứa hẹn một thiên văn học thực sự trước tiên: phát hiện, lần đầu tiên, về giới hạn bên ngoài thực sự của một thiên hà.
Gerry Gilmore, Giáo sư Triết học Thực nghiệm tại Viện Thiên văn học tại Đại học Cambridge, cho biết:
Nghiên cứu này, sử dụng một số kính viễn vọng quang học lớn nhất trên trái đất, đã cung cấp cho chúng ta cái nhìn sâu sắc về cấu tạo của các thiên hà lùn quý hiếm này. Nghiên cứu này giúp các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về cách các thiên hà được hình thành và giúp tính đến vật chất tối trong tất cả các thiên hà.
Nguồn gốc: Bản tin Đại học Cambridge
