Nguồn gốc của những thiên hà kỳ quái trong vũ trụ

Phát hiện mới đã giải thích một bí ẩn thiên văn lâu đời và xác định lại hiểu biết của chúng ta về sự hình thành các thiên hà từ thuở sơ khai của vũ trụ.

Sự hợp nhất sau khi các thiên hà va chạm với nhau liệu có tạo ra những thiên hà quái dị nhất trong vũ trụ không? (Ảnh: NASA/ESA).

Dải Ngân Hà, thiên hà mà chúng ta đang trú ngụ, có hình xoắn ốc tương đối phẳng. Trong khi đó, các thiên hà khổng lồ cổ đại phình ra các phía như những quả bóng. Điều này khiến các nhà thiên văn học thấy rất khó hiểu trong nhiều thập kỷ qua.

Mới đây, nhóm nghiên cứu ở Trường Đại học Southampton, Anh, đã giải thích được bí ẩn đó. Họ cho biết hai thiên hà dạng đĩa va chạm vào nhau khiến cho khí – nhiên liệu hình thành các ngôi sao – chìm về phía trung tâm của hai thiên hà, tạo ra hàng nghìn tỷ ngôi sao mới.

Những vụ va chạm này xảy ra khoảng từ 8 đến 12 tỷ năm trước, khi vũ trụ đang trong giai đoạn tiến hóa mạnh mẽ hơn so với ngày nay.

Những phát hiện này đã đưa chúng ta đến gần hơn với việc giải quyết một bí ẩn lâu đời trong thiên văn học, và xác định lại hiểu biết của chúng ta về cách các thiên hà được tạo ra trong vũ trụ sơ khai.

Hình ảnh tổng hợp của thiên hà hình elip khổng lồ NGC 1399 (Ảnh: Digitised Sky Survey/NASA Chandra/Very Large Array).

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng đài thiên văn ALMA bao gồm 66 ăng-ten vô tuyến, nằm ở sa mạc Atacama, phía bắc Chile để tiến hành quan sát và kết hợp với dữ liệu lưu trữ từ trước. Đặc biệt, họ đã phân tích hơn 100 thiên hà hiện đang trong quá trình hình thành sao rất mạnh mẽ.

Khí nuôi dưỡng một lỗ đen siêu lớn trong vũ trụ sơ khai (Ảnh: NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello).

Đây là bằng chứng thực tế đầu tiên cho thấy các thiên hà kỳ dị hình thành trực tiếp thông qua các giai đoạn cấu tạo nên các ngôi sao lớn nằm ở lõi của các thiên hà xa xôi. Nhiều thập kỷ qua, các nhà thiên văn học luôn dành sự quan tâm tìm hiểu quá trình này.

Các thiên hà hình thành rất nhanh, khí bị hút vào bên trong để nuôi các lỗ đen, gây ra các vụ nổ sao, với tốc độ nhanh gấp 10 đến 100 lần so với tốc độ hình thành Dải Ngân Hà của chúng ta.

Tới đây, nhóm nghiên cứu sẽ kết hợp những phát hiện này với dữ liệu thu được từ kính viễn vọng không gian James Webb và vệ tinh Euclid để lập biểu đồ quần thể sao trong các thiên hà mà họ nhắm đến, nhằm làm sáng tỏ thêm bí ẩn về sự hình thành các thiên hà khổng lồ.

Điều đó sẽ giúp chúng ta bổ sung kiến thức về sự phát triển của vũ trụ kể từ khi bắt đầu có thời gian.