Tín dụng hình ảnh: NRAO
Một nhóm các nhà thiên văn học sử dụng Kính viễn vọng Ngân hàng Xanh (GBT) của Quỹ Khoa học Quốc gia (GBT) đã đưa ra phát hiện kết luận đầu tiên về những gì dường như là các khối xây dựng còn sót lại của sự hình thành thiên hà - các đám mây hydro trung tính - bao quanh Thiên hà Andromeda, nằm ở chòm sao Andromeda, thiên hà xoắn ốc lớn gần nhất tới Dải Ngân hà.
Khám phá này có thể giúp các nhà khoa học hiểu cấu trúc và sự tiến hóa của Dải Ngân hà và tất cả các thiên hà xoắn ốc. Nó cũng có thể giúp giải thích lý do tại sao một số ngôi sao trẻ nhất định trong các thiên hà trưởng thành đáng ngạc nhiên là thiếu sót của các yếu tố nặng nề mà người đương thời của chúng chứa.
Các thiên hà khổng lồ, như Andromeda và Dải Ngân hà của chúng ta, được cho là hình thành thông qua các vụ sáp nhập lặp đi lặp lại với các thiên hà nhỏ hơn và thông qua sự tích tụ của một số lượng lớn các đám mây có khối lượng thấp hơn thậm chí còn thiếu các ngôi sao và thậm chí quá nhỏ để gọi các thiên hà , David cho biết David A. Thilker thuộc Đại học Johns Hopkins ở Baltimore, Maryland. Các nghiên cứu lý thuyết dự đoán rằng quá trình tăng trưởng thiên hà này vẫn tiếp tục cho đến ngày hôm nay, nhưng các nhà thiên văn học đã không thể phát hiện ra khối lượng thấp dự kiến các khối xây dựng rơi vào các thiên hà gần đó.
Nghiên cứu của Thilker sườn được công bố trên tạp chí Astrophysical Journal Letters. Những người đóng góp khác bao gồm: Robert Braun của Quỹ Nghiên cứu Thiên văn học Hà Lan; Rene A.M. Walterbos của Đại học bang New Mexico; Edvige Corbelli của Osservatorio Astrofisico di Arcetri ở Ý; Felix J. Lockman và Ronald Maddalena thuộc Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia (NRAO) ở Green Bank, West Virginia; và Edward Murphy của Đại học Virginia.
Dải Ngân hà và Andromeda được hình thành từ nhiều tỷ năm trước trong một khu vực vũ trụ tràn ngập các nguyên liệu thô của thiên hà - trong đó hydro, heli và vật chất tối lạnh là thành phần chính. Cho đến nay, hầu hết các nguyên liệu thô này có lẽ đã bị hai thiên hà nuốt chửng, nhưng các nhà thiên văn học nghi ngờ rằng một số đám mây nguyên thủy vẫn đang trôi nổi tự do.
Các nghiên cứu trước đây đã tiết lộ một số đám mây hydro nguyên tử trung tính ở gần Dải Ngân hà nhưng không phải là một phần của đĩa. Chúng ban đầu được gọi là các đám mây tốc độ cao (HVC) khi chúng được phát hiện lần đầu tiên vì chúng dường như di chuyển với vận tốc khó điều hòa với vòng quay Thiên hà.
Các nhà khoa học không chắc chắn nếu các HVC bao gồm các khối xây dựng của Dải Ngân hà đã thoát khỏi sự bắt giữ, hoặc nếu chúng truy tìm khí tăng tốc đến vận tốc bất ngờ bằng các quá trình năng lượng (nhiều siêu tân tinh) trong Dải Ngân hà. Việc phát hiện ra các đám mây tương tự liên kết với thiên hà Andromeda củng cố cho trường hợp ít nhất một số HVC này thực sự là các khối xây dựng thiên hà.
Các nhà thiên văn học có thể sử dụng kính viễn vọng vô tuyến để phát hiện bức xạ 21 cm đặc trưng phát ra tự nhiên bởi hydro nguyên tử trung tính. Khó khăn lớn trong việc phân tích các khối xây dựng thiên hà có khối lượng thấp này là phát xạ vô tuyến tự nhiên của chúng cực kỳ mờ nhạt. Ngay cả những người gần chúng ta nhất, những đám mây quay quanh thiên hà của chúng ta, cũng khó nghiên cứu vì những bất ổn nghiêm trọng về khoảng cách. Thilker cho biết, chúng tôi biết các HVC của Dải Ngân hà tương đối gần nhau, nhưng chính xác thì mức độ khó khăn đến mức khó xác định, Thilker nói.
Những nỗ lực trong quá khứ để tìm các vệ tinh bị mất xung quanh các thiên hà bên ngoài ở khoảng cách nổi tiếng đã không thành công vì cần một công cụ rất nhạy cảm có khả năng tạo ra hình ảnh có độ chính xác cao, ngay cả trong vùng lân cận của một nguồn sáng như Thiên hà Andromeda.
Người ta có thể xem xét nhiệm vụ này tương tự như phân biệt trực quan một ngọn nến được đặt liền kề với đèn sân khấu. Thiết kế mới lạ của GBT được đưa vào hoạt động gần đây đã đáp ứng những thách thức này một cách xuất sắc và đã cho các nhà thiên văn học cái nhìn đầu tiên về khu phố lộn xộn xung quanh Andromeda.
Thiên hà Andromeda được nhắm mục tiêu vì đây là thiên hà xoắn ốc khổng lồ gần nhất. Theo một cách hiểu nào đó, người giàu trở nên giàu có hơn, ngay cả trong không gian, Thilker nói. Ví dụ, tất cả những người khác đều bình đẳng, người ta mong đợi sẽ tìm thấy nhiều đám mây nguyên thủy hơn trong vùng lân cận của một thiên hà xoắn ốc lớn hơn là gần một thiên hà lùn nhỏ. Điều này làm cho Andromeda trở thành một nơi tốt để quan sát, đặc biệt là xem xét khoảng cách tương đối của nó - chỉ cách Trái đất 2,5 triệu năm ánh sáng.
Những gì GBT có thể xác định được là một quần thể gồm 20 đám mây hydro trung tính rời rạc, cùng với một thành phần dây tóc mở rộng, mà các nhà thiên văn học tin rằng, cả hai đều liên quan đến Andromeda. Những vật thể này, dường như chịu ảnh hưởng của lực hấp dẫn của quầng Andromeda, được cho là những đám mây khí của các vệ tinh bị mất tích (có lẽ là vật chất tối) và tàn dư sát nhập của chúng. Chúng được tìm thấy trong vòng 163.000 năm ánh sáng của Andromeda.
Các mô hình vũ trụ ưa thích đã dự đoán sự tồn tại của các vệ tinh này và khám phá của chúng có thể giải thích cho một số vật chất tối lạnh còn thiếu của Hồi giáo trong vũ trụ. Ngoài ra, xác nhận rằng những vật thể có khối lượng thấp này có mặt khắp nơi xung quanh các thiên hà lớn hơn có thể giúp giải quyết bí ẩn tại sao một số ngôi sao trẻ nhất định, được gọi là sao lùn G, lại giống nhau về mặt hóa học với hàng tỷ năm trước.
Khi các thiên hà già đi, chúng phát triển nồng độ các nguyên tố nặng lớn hơn được hình thành từ các phản ứng hạt nhân trong lõi của các ngôi sao và trong các vụ nổ siêu nhiên của siêu tân tinh. Những vụ nổ này phun ra các nguyên tố nặng vào thiên hà, sau đó trở thành các hành tinh và được đưa vào thế hệ sao tiếp theo.
Tuy nhiên, phân tích quang phổ và trắc quang của các ngôi sao trẻ trong Dải ngân hà và các thiên hà khác, cho thấy, có một số ngôi sao trẻ nhất định bị làm mờ các nguyên tố nặng một cách đáng ngạc nhiên, khiến chúng giống như những ngôi sao nên hình thành trong giai đoạn đầu của quá trình tiến hóa thiên hà .
Murphy Một cách để giải thích cho sự bất thường kỳ lạ này là có một nguồn nguyên liệu thiên hà thô mới để hình thành các ngôi sao mới, ông Murphy nói. Vì các đám mây tốc độ cao có thể là các khối xây dựng còn sót lại của sự hình thành thiên hà, chúng chứa nồng độ hydro gần như nguyên sơ, chủ yếu là không chứa các kim loại nặng tạo ra các thiên hà cũ. Sự hợp nhất của chúng thành các thiên hà lớn, do đó, có thể giải thích làm thế nào vật chất tươi có sẵn cho sự hình thành của các ngôi sao lùn G.
Thiên hà Andromeda, còn được gọi là M31, là một trong số ít các thiên hà có thể nhìn thấy từ Trái đất bằng con mắt không có mắt và được xem như một vết nhòe mờ nhạt trong chòm sao Andromeda. Khi nhìn qua kính viễn vọng khiêm tốn, Andromeda cũng tiết lộ rằng nó có hai thiên hà lùn vệ tinh nổi bật, được gọi là M32 và M110. Những ngôi sao lùn này, cùng với những đám mây được nghiên cứu bởi Thilker và cộng tác viên, sẽ phải chịu số phận cuối cùng hợp nhất với Andromeda. Dải Ngân hà, M33 và Thiên hà Andromeda cộng với khoảng 40 người bạn lùn, bao gồm những gì được gọi là Nhóm Địa phương.
Ngày nay, Andromeda có lẽ là thiên hà được nghiên cứu nhiều nhất ngoài Dải Ngân hà. Trên thực tế, nhiều điều chúng ta biết về bản chất của các thiên hà như Dải Ngân hà đã được học bằng cách nghiên cứu Andromeda, vì các đặc điểm chung của thiên hà của chúng ta được ngụy trang bởi điểm thuận lợi bên trong của chúng ta. Trong trường hợp này, Andromeda là một sự tương tự tốt cho Dải Ngân hà, ông Murphy nói. Sê-ri Nó làm rõ hình ảnh. Sống bên trong Dải Ngân hà giống như cố gắng xác định ngôi nhà của bạn trông như thế nào từ bên trong, mà không cần bước ra ngoài trời. Tuy nhiên, nếu bạn nhìn vào những ngôi nhà hàng xóm, bạn có thể cảm nhận được ngôi nhà của mình trông như thế nào.
GBT là kính viễn vọng vô tuyến có thể điều khiển hoàn toàn lớn nhất thế giới.
Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia là một cơ sở của Quỹ khoa học quốc gia, được vận hành theo thỏa thuận hợp tác của Associated University, Inc.
Nguồn gốc: Bản tin NRAO
