Phát hiện thiên hà tối tăm nhất trong vũ trụ

Nhóm nghiên cứu dưới sự chỉ đạo của nhà thiên văn học thuộc đại học Yale đã phát hiện thiên hà chứa đầy vật chất tối tăm nhất từng biết đến.

Thiên hà này, gọi là Segue 1, là một trong 24 thiên hà vệ tinh nhỏ quay quanh thiên hà Milky Way của chúng ta. Milky Way sáng gấp một tỷ lần thiên hà mờ nhạt này, theo kết quả của nhóm nghiên cứu, được công bố trên số tới của tạp chí The Astrophysical (Ạp). Bất chấp số lượng sao nhìn thấy được rất ít, Segue 1 lớn gấp hàng nghìn lớn vẻ bề ngoài của nó, điều này cho thấy hầu hết khối lượng của nó được hình thành từ vật chất tối. Marla Geha, giáo sư thiên văn học tại Yale và tác giả chính của bài báo cho biết: “Vật thể này thật thú vị. Segue 1 là ví dụ đặc biệt về thiên hà chỉ chứa một vài trăm ngôi sao, nhưng lại có khối lượng khá lớn”.

Geha, cùng đồng nghiệp Josh Simon tại Học viện công nghệ California, đã quan sát một nửa những thiên hà vệ tinh lùn quay quanh Milky Way. Những vật thể này rất mờ nhạt và chỉ chứa một số ít các ngôi sao vì vậy ban đầu chúng bị lầm tưởng là một cụm sao hình cầu – tập hợp sao rất gần nhau quay quanh thiên hà của chúng ta. Tuy nhiên sau khi phân tích ánh sáng đến từ những vật thể trên bằng kính viễn vọng Keck tại Hawaii, Geha và Simon xác định rằng những vật thể này chính là những thiên hà, mặc dù rất mờ nhạt. 

Segue 1 mờ hơn 50 lần cụm sao trên nhưng có khối lượng lớn gấp 1000 lần, điều này cho thấy hầu hết khối lượng của nó được hình thành từ vật chất tối (Ảnh: Sloan Digital Sky Survey)

Nếu chỉ nhìn vào ánh sáng phát ra từ những thiên hà mờ nhạt này, Geha và các đống nghiệp cho rằng chúng sẽ có khối lượng nhỏ. Tuy nhiên, họ phát hiện rằng chúng có độ lớn gấp 100 đến 100 nghìn lần những gì trông đợi. Những vật chất tối vô hình chính là nguyên nhân của sự khác biệt này.

Mặc dù vật chất tối không phát hoặc hấp thụ ánh sáng, các nhà khoa học có thể đo tác động trọng lực của nó lên vật chất thông thường, Vật chất tối chiếm khoảng 85% trọng lượng trong vũ trụ. Phát hiện thiên hà mờ nhạt như Segue 1, chứa đầy vật chất tối, cung cấp manh mối cho sự hình thành và phát triển thiên hà, đặc biệt là ở quy mô nhỏ nhất.

Geha cho biết: “Những thiên hà lùn này đem lại một lượng lớn kiến thức về thiên hà. Ví dụ, những lý thuyết khác nhau về sự hình thành thiên hà có dự đoán khác nhau về số lượng thiên hà lùn và thiên hà lớn . Vì vậy việc so sánh số lướng có vai trò quan trọng”.

Chỉ đến gầy đây các nhà thiên văn học mới phát hiện sự phong phú của những thiên hà lùn như những vệ tinh này, nhờ những dự án như Khảo sát bầu trời số Sloan, chụp chi tiết những khu vực bầu trời đêm rộng lớn. Trong hai năm trở lại đây, số lượng những thiên hà lùn quay quanh Milky Way được biết đến đã tăng gấp đôi,

Geha dự đoán các nhà thiên văn học sẽ còn phát hiện nhiều hơn nữa khi tiếp tục sàng lọc những dữ liệu mới. Bà cho biết: “Những thiên hà được cho là sáng hiện nay từng là những thiên hà tối tăm nhất mà chúng ta biết tới. Đây như là cả một thể chế mới, là câu chuyện bắt đầu được hé mở”.

Tác giả của bài báo bao gồm Marla Geha (Đại học Yale), Beth Willman (Trung tâm vật lý học thiên thể Harvard-Smithsonian), Joshua D. Simon (Học viện công nghệ California), Louis E. Strigari (Đại học California, Irvine), Evan N. Kirby (Đại học California, Đài thiên văn Santa Cruz và Lick), David R. Law (Học viện công nghệ California), và Jay Strader (Trung tâm vật lý học thiên thể Harvard-Smithsonian).