Phát hiện một vòng vật chất tối

Các nhà thiên văn cho biết họ đã ghi được bằng chứng rõ nhất từ trước đến nay về sự tồn tại của vật chất tối, nằm cách chúng ta 5 tỷ năm ánh sáng trong vụ va chạm của hai nhóm thiên hà.

Như tên gọi của mình, vật chất tối không phản xạ hoặc giải phóng bất kỳ ánh sáng nào, tuy nhiên nó lại chiếm hầu hết khối lượng của vũ trụ. Các nhà thiên văn từ lâu đã ngờ rằng chính sự tồn tại của thứ chất liệu vô hình này đã tạo ra lực hấp dẫn bổ sung, giúp kéo các chòm thiên hà lại gần nhau. Bởi lẽ thường, các chòm thiên hà sẽ trôi giạt xa nhau nếu chúng chỉ được hút bởi lực hấp dẫn của các ngôi sao thấy được.

Các nhà thiên văn đã vô tình tìm ra vành đai vật chất tối này khi đang sử dụng Kính thiên văn vũ trụ Hubble để lập bản đồ đường đi của ánh sáng từ những vật thể ở xa, bị bẻ cong bởi chùm thiên hà có tên ZwC10024+1652.

Để quan sát vật chất tối, người ta phải dùng biện pháp gián tiếp là theo dõi ánh sáng bị cong đi, gây ra bởi lực hấp dẫn của nó.

Vành đai này được mô tả như một gợn sóng hình tròn trong ánh sáng phát ra từ chòm thiên hà. Nó giống hơn với hình ảnh run rẩy mà ta quan sát được trên một hồ nước khi một hòn đá được ném xuống và làm nhiễu hình ảnh viên đá cuội ở dưới đáy hồ.

"Vật chất tối là mặt nước trong suốt và các viên cuội là thành phần của hậu cảnh", tiến sĩ Myungkook James Jee từ Đại học Johns Hopkins, thành viên của nhóm nghiên cứu, nói.

Vành đai vật chất tối này rộng đến mức ánh sáng phải đi mất 2,6 triệu năm mới băng qua được. (Ảnh: NASA, ESA)

Vì sao vật chất tối lại bị đẩy thành một cái vòng?

Các nhà nghiên cứu tìm ra câu trả lời với một mô phỏng trên máy tính về vụ va chạm của hai chòm thiên hà. Theo đó, khi chúng chạm chán nhau, vật chất tối bị rơi vào tâm, và sau đó bật ngược trở ra. Trong quá trình quay ra này, nó đi chậm lại bởi lực hút của vật chất xung quanh mình. Điều đó tạo ra một vụ tắc đường của vật chất tối, khiến chúng mắc lại dưới dạng cái vòng.

Từ trên trái đất, chúng ta nhìn thấy nó như một cái vòng, bởi chúng ta đang quan sát vụ va chạm ở trên đầu, thay vì từ mặt bên. "Chúng tôi nhìn thấy một cấu trúc dạng vòng tách biệt khỏi các thiên hà", Jee nói.

T. An