Hiện tượng thiên hà X là gì?

Thiên hà PKS 2014-55 cách Trái Đất 800 triệu năm ánh sáng, được xếp vào dạng thiên hà hình chữ X vì trông nó giống như có 4 tia tỏa ra tạo thành hình chữ X.

Hình dạng này khác hẳn với các thiên hà thông thường khác như dải Ngân Hà của chúng ta chẳng hạn. Các thiên hà bình thường chỉ có 2 tia sóng vô tuyến kéo dài về 2 phía và thông thường theo chiều ngược nhau và được một hố đen khổng lồ ở giữa thiên hà cung cấp năng lượng.

Hình ảnh vô tuyến ở trên do kính viễn vọng MeerKAT chụp được, cho thấy thiên hà PKS 2014-55 có hình dạng như một chiếc boomerang kép. Hai tia sóng vô tuyến mạnh được thể hiện bằng màu xanh, mỗi tia có độ dài 2,5 triệu năm ánh sáng vươn xa vào vũ trụ (tương đương với khoảng cách giữa dải Ngân Hà với thiên hà Tiên Nữ, thiên hà hàng xóm gần chúng ta nhất.)

Nhưng cuối cùng chúng lại bị uốn cong “trở lại” do áp suất của luồng khí loãng liên ngân hà. Khi chúng quay trở lại thiên hà trung tâm, thay vì trở về đúng vị trí ban đầu thì chúng bị áp suất khí tương đối cao làm chệch hướng và biến thành đường đi ngắn hơn và vuông góc của chiếc boomerang. Trên phần nền bức ảnh, chúng ta có thể thấy hàng vạn thiên hà xa xôi trong vũ trụ.

Người ta đã đưa ra một số cách giải thích cho hiện tượng kỳ lạ này. Đó có thể là do biến đổi chiều quay của hố đen ở trung tâm thiên hà trong hàng triệu năm, cũng có thể là do hai hố đen mà mỗi hố lại liên kết với một cặp tia vô tuyến, hoặc lý do có thể là vật chất rơi ngược trở lại thiên hà bị chệch hướng và hình thành 2 nhánh của chữ X.

Những hình ảnh mới khá sắc nét do kính viễn vọng MeerKAT cung cấp về thiên hà PKS 2014-55, đã xác nhận cách giải thích cuối cùng. Đó là vật chất rẽ góc khi nó quay trở lại thiên hà chủ. Kết quả quan sát này đã được đăng trên tập san Thông báo tháng của Hiệp hội Thiên văn học hoàng gia, Anh.

Đây là nghiên cứu của một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Đài quan sát Thiên văn Radio Nam Phi, Đài quan sát Thiên văn Radio quốc gia Mỹ, Trường đại học Pretoria và Trường đại học Rhodes, Nam Phi.

Các nghiên cứu trước đây về các thiên hà bất thường này vẫn thiếu hình ảnh chất lượng cao mà phải đến lần này nhờ có kính viễn vọng MeerKAT mới ghi được. Nó có 64 đĩa vô tuyến và nằm ở khu vực bán sa mạc Karoo ở Nam Phi. Toàn bộ các ăng ten kết hợp lại tạo nên kính viễn vọng có đường kính 8km và cung cấp hình ảnh dưới dạng băng tần radio có chất lượng cao nhất từ trước đến nay về thiên hà PKS 2014-55. Nhờ đó các nhà khoa học đã giải thích được bí mật về hình dạng của thiên hà này.

Bức ảnh cho thấy thiên hà vô tuyến khổng lồ hình chữ X PKS 2014-55 có các tia vô tuyến chĩa ra các hướng, trong đó các tia trẻ hơn ở gần hố đen trung tâm hơn và vùng chịu ảnh hưởng của các ngôi sao và khí ở thiên hà trung tâm. Mũi tên uốn cong biểu thị hướng của dòng chảy ngược hình thành nên các thành tố theo đường nằm ngang của chữ X.

Trưởng nhóm nghiên cứu, nhà thiên văn học người Mỹ William Cotton cho biết MeerKAT là một trong những công cụ thế hệ mới có khả năng “giải được những câu đố cũ” và thậm chí cả những điều mới mẻ hơn. Thiên hà PKS 2014-55 hiện ra với nhiều chi tiết, đặc điểm trước đây chưa từng thấy và cũng chưa thể giải thích được hết. Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục tìm hiểu về những câu hỏi mở này.