Một vòng xoáy khổng lồ của bụi khí và các ngôi sao, Messier 101 trải dài 170.000 năm ánh sáng và chứa hơn một nghìn tỷ ngôi sao. Tín dụng: NASA / ESA Hubble
Duyên dáng trong các lượt của chúng, các thiên hà xoắn ốc được cho là đã đạt đến trạng thái hiện tại hàng tỷ năm trước. Tuy nhiên, một nghiên cứu về hàng trăm thiên hà đã làm đảo lộn quan niệm tiết lộ rằng các thiên hà xoắn ốc, như thiên hà Andromeda và Dải Ngân hà của chúng ta, đã tiếp tục thay đổi.
Các nhà thiên văn học của người Viking nghĩ rằng các thiên hà đĩa trong vũ trụ gần đó đã ổn định ở dạng hiện tại của họ khoảng 8 tỷ năm trước, với sự phát triển bổ sung ít hơn, kể từ đó, Susan Kassin, nhà thiên văn học tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Md., Và nghiên cứu nhà nghiên cứu chính trong một thông cáo báo chí. Thay vào đó, xu hướng mà chúng ta đã quan sát thấy thay vào đó cho thấy điều ngược lại, rằng các thiên hà đang thay đổi liên tục trong khoảng thời gian này.
Một nghiên cứu về 544 thiên hà hình thành sao được quan sát bởi Kính thiên văn vũ trụ Keck và Hubble trên trái đất cho thấy các thiên hà đĩa như thiên hà Milky Way của chúng ta bất ngờ đạt đến trạng thái hiện tại của chúng sau khi quá trình hình thành sao vũ trụ ngừng hoạt động. Ảnh: Trung tâm bay không gian NASA God Goddard
Các nhà thiên văn học đã sử dụng W.M. Đài thiên văn Keck trên đỉnh núi lửa Hawaii Hồ Mauna Kea và Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA để nghiên cứu 544 thiên hà hình thành sao. Xa hơn về thời gian, các thiên hà có xu hướng rất khác nhau, theo các nhà thiên văn học, với các chuyển động ngẫu nhiên và vô tổ chức. Gần hơn với hiện tại, các thiên hà hình thành sao trông giống như các hệ thống hình đĩa được sắp xếp tốt. Sự quay trong các thiên hà này hơn hẳn các chuyển động ngẫu nhiên, bên trong khác. Các thiên hà này đang dần ổn định thành các đĩa hoạt động tốt với các thiên hà lớn nhất luôn thể hiện tính tổ chức cao hơn.
Biểu đồ này cho thấy các phân số của các thiên hà đĩa đã được giải quyết trong bốn khoảng thời gian, mỗi lần dài khoảng 3 tỷ năm. Có một sự thay đổi liên tục về tỷ lệ phần trăm cao hơn của các thiên hà đã định cư gần với thời điểm hiện tại. Tại bất kỳ thời điểm nào, các thiên hà lớn nhất đều ổn định nhất. Các thiên hà xa hơn và ít lớn hơn trung bình thể hiện các chuyển động bên trong vô tổ chức hơn, với khí di chuyển theo nhiều hướng và tốc độ quay chậm hơn. Ảnh: Trung tâm bay không gian NASA God Goddard
Việc lấy mẫu các thiên hà được nghiên cứu, từ Khảo sát dịch chuyển đỏ thăm dò tiến hóa sâu 2 (DEEP2), dao động trong khoảng từ 2 tỷ đến 8 tỷ năm ánh sáng từ Trái đất với khối lượng từ 0,3% đến 100% so với thiên hà Milky Way của chúng ta. Các nhà nghiên cứu đã xem xét tất cả các thiên hà trong khoảng thời gian này với các vạch phát xạ đủ sáng để xác định các chuyển động bên trong. Các nhà nghiên cứu tập trung vào các đường phát xạ đặc trưng phát ra từ khí trong thiên hà. Các đường phát xạ không chỉ cho các nhà khoa học biết về các yếu tố tạo nên các thiên hà mà cả sự dịch chuyển màu đỏ của các đường phát xạ chứa thông tin về các chuyển động và khoảng cách bên trong.
Các nghiên cứu trước đây đã loại bỏ các thiên hà trông không giống như các đĩa quay được sắp xếp hợp lý hiện đang phổ biến trên Tạp chí Vũ trụ, ông cho biết, đồng tác giả Benjamin Weiner, một nhà thiên văn học tại Đại học Arizona ở Tucson. Bằng cách bỏ qua chúng, những nghiên cứu này chỉ kiểm tra những thiên hà hiếm hoi trong vũ trụ xa xôi có hành vi tốt và kết luận rằng các thiên hà đã không thay đổi.
Trong 8 tỷ năm qua, sự hợp nhất giữa các thiên hà, cả lớn và nhỏ, đã giảm. Vì vậy, có tỷ lệ hình thành sao tổng thể và sự gián đoạn liên quan do vụ nổ siêu tân tinh. Cả hai yếu tố có thể đóng một vai trò trong xu hướng mới được tìm thấy, các nhà khoa học cho biết.
Các thiên hà Milky Way có thể đã trải qua sự phát triển và thay đổi hỗn loạn tương tự như các thiên hà trong mẫu DEEP2 trước khi ổn định ở trạng thái hiện tại vào cùng thời điểm Mặt trời và Trái đất đang hình thành, các nhà khoa học cho biết. Bằng cách quan sát mô hình, các nhà thiên văn học giờ đây có thể điều chỉnh các mô phỏng máy tính về sự tiến hóa của thiên hà cho đến khi chúng tái tạo các quan sát. Sau đó, cuộc săn sẽ được tiến hành để xác định các quá trình vật lý chịu trách nhiệm cho xu hướng.
Mô phỏng vũ trụ này theo sự phát triển của một thiên hà đĩa đơn trong suốt vòng đời của Vũ trụ; khoảng 13,5 tỷ năm. Màu đỏ thể hiện những ngôi sao già, những ngôi sao trẻ thể hiện màu trắng và xanh sáng trong khi sự phân phối khí thể hiện dưới dạng màu xanh nhạt. Khung nhìn do máy tính tạo ra kéo dài khoảng 300.000 năm ánh sáng. Mô phỏng, chạy trên siêu máy tính Pleiades tại Trung tâm nghiên cứu NASA Am Ames ở Moffett Field, California, mất khoảng 1 triệu giờ CPU để hoàn thành. Tín dụng: F. Governato và T. Quinn (Đại học Washington), A. Brooks (Đại học Wisconsin, Madison) và J. Wadsley (McMaster Univ.).
Một bài viết chi tiết về những phát hiện này sẽ được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn ngày 20 tháng 10 năm 2012.
Nguồn: NASA
