Thiên hà khổng lồ trong vũ trụ non trẻ

Trong vũ trụ, phần lớn các thiên hà, chẳng hạn như Dải Ngân hà của chúng ta, hình thành dần dần và đạt đến khối lượng khổng lồ rất muộn.

Đĩa Wolfe.

Tuy nhiên, phát hiện mới về thiên hà hình đĩa khổng lồ quay nhanh trong thời kỳ vũ trụ non trẻ (bằng 10% tuổi hiện nay) đã làm lung lay các mô hình truyền thống về hình thành thiên hà.

Thiên hà DLA0817g, còn gọi là Đĩa Wolfe (vinh danh nhà thiên văn học quá cố Arthur M. Wolfe người Mỹ), là một thiên hà hình đĩa xa nhất, quay với vận tốc tương tự vận tốc của Dải Ngân hà (khoảng 272 km/s). “Các nghiên cứu trước đó cho thấy các thiên hà hình đĩa quay nhanh có chứa rất nhiều khí. Hiện giờ, nhờ có Kính thiên văn ALMA ở Chile, chúng ta có chứng cớ cho thấy các thiên hà hình đĩa xuất hiện sau Vụ Nổ lớn chỉ 1,5 tỷ năm” – Nhà khoa học Marcel Neeleman ở Viện Max Planck (Đức), trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết như vậy.

Việc phát hiện Đĩa Wolfe đặt ra thách thức đối với nhiều mô phỏng sự hình thành thiên hà, theo đó, các thiên hà khổng lồ hình thành do kết quả liên kết nhiều thiên hà nhỏ hơn và các đám khí nóng.

“Phần lớn các thiên hà trong giai đoạn vũ trụ non trẻ trông như những đoàn tàu hỏa vô chủ, bởi chúng thường xuyên liên kết đột ngột và bền vững. Những kết nối nóng này cản trở việc tạo thành các thiên hà hình đĩa lạnh, quay nhanh và có trật tự trong vũ trụ ngày nay” – ông Neeleman giải thích.

Trong phần lớn kịch bản hình thành thiên hà, các thiên hà thường tạo thành hình đĩa vào khoảng 6 tỷ năm sau Vụ nổ lớn. Hiện tượng thiên hà đĩa xuất hiện chỉ sau Vụ nổ lớn 1,5 tỷ năm cho thấy phải có những quá trình phát triển khác chi phối.

“Chúng tôi cho rằng, Đĩa Wolfe phát triển trước hết là nhờ sự gia tăng không ngừng của khí lạnh. Tuy nhiên, một trong những câu hỏi đặt ra là làm thể nào tích tụ được một lượng lớn khí trong khi vẫn duy trì đĩa quay ổn định?” – Nhà khoa học J. Xavier Prochaska ở ĐH California (Mỹ), nói.

Bên cạnh ALMA, nhóm nghiên cứu còn sử dụng Kính viễn vọng VLA và Kính viễn vọng không gian Hubble để tìm hiểu về sự hình thành các ngôi sao trong Đĩa Wolfe. “Tốc độ hình thành các ngôi sao trong Đĩa Wolfe lớn hơn ít nhất 10 lần tốc độ hình thành sao trong thiên hà của chúng ta. Đây chắc chắn là một trong những thiên hà hình đĩa sinh sôi nhiều sao nhất trong vũ trụ non trẻ” – ông Prochaska giải thích.

Nhóm nghiên cứu cho rằng, khác với giả định ban đầu, các thiên hà như Đĩa Wolfe không phải là hiếm trong giai đoạn vũ trụ non trẻ.