4 cụm thiên hà va chạm cách Trái đất 3 tỷ năm ánh sáng

4 cụm thiên hà, mỗi cụm có khối lượng gấp hàng trăm nghìn tỷ lần Mặt Trời, sẽ dần sáp nhập thành một khối cấu trúc khổng lồ.

Các nhà thiên văn sử dụng dữ liệu từ Đài thiên văn tia X Chandra và một số kính viễn vọng khác để tổng hợp thành hình ảnh chi tiết về vụ va chạm, Phys hôm 25/10 đưa tin. Cụm thiên hà là cấu trúc lớn nhất vũ trụ được liên kết bởi lực hấp dẫn. Mỗi cụm chứa hàng trăm, thậm chí hàng nghìn thiên hà với khí nóng bao quanh, đồng thời chứa lượng lớn vật chất tối vô hình. Việc hai cụm thiên hà va chạm đôi khi sẽ xảy ra. Những vụ va chạm với số lượng cụm thiên hà nhiều hơn cũng hiếm gặp hơn.

Hai cặp thiên hà cách Trái đất 3 tỷ năm ánh sáng chuẩn bị va chạm và hợp nhất. (Ảnh: NASA).

Trong hình ảnh mới, hai cặp thiên hà đang trên đà lao vào nhau và tạo thành khối cấu trúc mang tên Abell 1758. Mỗi cặp gồm hai cụm thiên hà đang trong quá trình hợp nhất. Các nhà khoa học lần đầu phát hiện Abell 1758 năm 2004 nhờ dữ liệu từ Chandra và vệ tinh XMM-Newton của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA).

Với cặp phía trên, phần trung tâm của mỗi cụm đã đi qua nhau một lần, cách đây khoảng 300 đến 400 triệu năm. Trong tương lai, chúng sẽ xoay vòng trở lại. Cặp phía dưới gồm hai cụm đang tiếp cận nhau lần đầu tiên.

Phần màu xanh nước biển và trắng thể hiện lượng khí nóng tỏa ra yếu hay mạnh. Đây cũng là đầu tiên Chandra ghi lại được hình ảnh sóng xung kích trong khí nóng ở cặp phía trên. Từ sóng xung kích này, nhóm nghiên cứu ước lượng, hai cụm thiên hà đang di chuyển với tốc độ tương đối là 3-5 triệu km/h.  

Hình ảnh mới cũng thể hiện quá trình những nguyên tố nặng hơn heli trong các cụm thiên hà bị trộn lẫn và phân bố lại. Quá trình này phụ thuộc vào tiến trình vụ va chạm và sáp nhập. Abell 1758 là trường hợp lý tưởng để nghiên cứu vì cặp trên và dưới đang ở giai đoạn khác nhau.

Với cặp phía dưới, các nguyên tố nặng tập trung nhiều nhất ở trung tâm hai cụm thiên hà, đồng nghĩa vị trí ban đầu của chúng chưa thay đổi nhiều. Với cặp phía trên, vụ va chạm và sáp nhập đã tiến triển xa hơn, vị trí của các nguyên tố nặng chịu ảnh hưởng lớn. Những nơi chúng tập trung nhiều nhất nằm ở khoảng giữa hai trung tâm cụm thiên hà và ở bên trái.

Sự va chạm giữa các cụm thiên hà ảnh hưởng đến thiên hà bên trong cũng như khí nóng bao quanh chúng. Theo dữ liệu từ Đài thiên văn MMT ở Arizona, một số thiên hà đang di chuyển nhanh hơn nhiều các thiên hà còn lại trong cụm, có thể do chịu ảnh hưởng từ lực hấp dẫn của vụ va chạm.

• Hai cụm thiên hà chứa hàng trăm tỷ ngôi sao sắp va chạm
• Hai thiên hà va chạm cách Trái đất 424 triệu năm ánh sáng