Quầng sáng trong dải ngân hà đầy ắp các dòng tinh tú

Bản đồ mới về quầng sáng các ngôi sao bao quanh dải ngân hà Milky Way của chúng ta mới đây đã tiết lộ cấu trúc của các dòng tinh tú đan chéo vào nhau, nhiều dòng tinh tú chưa hề được phát hiện trước đây.

Trong khi phần lớn các vì sao thuộc dải ngân hà của chúng ta tập trung ở vùng đĩa khá dẹt và vùng trung tâm có hình củ hành, quầng sáng là vật thể đầu tiên mà các dòng tinh tú liên ngân hà có thể xâm nhập bằng cách tiếp cận dải ngân hà của chúng ta. Quầng sáng bắt đầu từ bên rìa của đĩa dẹt nằm cách trung tâm ngân hà khoảng 65.000 năm ánh sáng và có thể mở rộng ra phía ngoài tới 300.000 năm ánh sáng từ trung tâm của dải ngân hà. Nó bao gồm các chòm sao, đám mây khí, vật chất tối và một số ngôi sao đơn lẻ. Một số vật thể thuộc các ngân hà bé nhỏ khác bị dải ngân hà Milky Way giữ lại khi chúng đi qua.

Dòng tinh tú lớn nhất trong quầng sáng đã được lập bản đồ trong thập kỉ vừa qua, nhưng dữ liệu mới thu được từ khảo sát Sloan Digital Sky Survey (SDSS-II) đã phát hiện ra rất nhiều các dòng nhỏ hơn trước đây chưa từng được biết đến, cùng với các tàn dư của những thiên hà lùn nằm quá gần và một số vật thể lân cận còn tồn tại.

Các dòng tinh tú là tàn dư của những thiên hà nhỏ hơn đã bị phá hủy.

Phát hiện mới được công bố trong hội nghị chuyên đề quốc tế tại Chicago ngày 16 tháng 8.

Quy mô nhỏ, số lượng nhỏ

Khảo sát đã xác định chuyển động của khoảng 250.000 ngôi sao thuộc những vùng được lựa chọn trên bầu trời nhằm tìm kiếm những nhóm di chuyển với vận tốc như nhau. Khảo sát đã phát hiện 14 cấu trúc khác biệt, trong số đó 11 cấu trúc chưa hề được thấy trước đây.

Do các nhà nghiên cứu chỉ tìm kiếm ở quy mô nhỏ thuộc dải ngân hà Milky Way, 14 dòng tinh tú phát hiện được “ngụ ý con số khổng lồ khi thực hiện phép ngoại suy đến phần còn lại của dải ngân hà”, Kevin Schlaufman – nghiên cứu sinh thuộc đại học California tại Santa Cruz – cho biết.

Có thể có tới 1.000 dòng tinh tú ở vùng 75.000 năm ánh sáng bên trong dải ngân hà Milky Way với nhận định rằng mỗi cấu trúc trong số 14 cấu trúc quan sát được là một dòng tinh tú tách biệt. Có thể có ít dòng tinh tú hơn ở các địa điểm khác nhau. 

Mô hình giả thuyết của một dải ngân hà giống dải ngân hà Milky Way của chúng ta thể hiện hình ảnh các dòng sao từ những thiên hà vệ tinh bị vỡ xung quanh hòa nhập vào thiên hà ở vị trí trung tâm. Cấu trúc phức tạp trên bản đồ sao SDSS-II ủng hộ cho dự đoán về một dải ngân hà Milky Way phức tạp bên ngoài. Vùng trên mô hình có khoảng cách khoảng 1 triệu năm ánh sáng, mặt trời nằm ở trung tâm của dải ngân hà với khoảng cách 25.000 năm ánh sáng đồng thời nằm gần vị trí trung tâm của bức ảnh. (Ảnh: K. Johnston, J. Bullock)

Những sợi mỳ ống

Nhà nghiên cứu Kathryn Johnston thuộc đại học Columbia mô tả quầng sáng giống như “một vắt mỳ ống”.

Bà cho biết: “Ở trung tâm của dải ngân hà, các sợi tinh tú tập trung lại với nhau lúc đó bạn có thể quan sát thấy sự kết hợp mềm dẻo của các vì sao. Nhưng khi nhìn xa hơn, bạn có thể nhận ra các sợi riêng lẻ cũng như các đặc điểm hơi na ná giống sợi mỳ có nguồn gốc từ các sao lùn có quỹ đạo kéo dài”.

Theo Johnston, thiên hà lùn di chuyển gần thiên hà Milky Way có bị các đợt lực trọng trường co kéo vào các sợi giống như sợi mỳ spaghetti uốn lượn xung quanh thiên hà khi các vì sao di chuyển trên cùng một quỹ đạo nhưng với vận tốc khác nhau.

Heidi Newberg thuộc Viện bách khoa Rensselaer cùng với nghiên cứu sinh Nathan Cole đang nỗ lực theo dõi một vài trong số các sợi mỳ này khi chúng uốn lượn xung quanh ngân hà.

Cole cho biết: “Đây là một thử thách lớn để ráp mọi hiện tượng với nhau do các dòng tinh tú từ một thiên hà lùn có thể bao quanh thiên hà Milky Way đồng thời có thể đi qua các dòng tinh tú tá ra từ các thiên hà lùn khác”.

Newberg và Cole đã phát hiện ra ít nhất 2 cấu trúc chồng lên nhau, có lẽ là 3 hoặc hơn nữa, hướng đến chòm sao Xử Nữ nơi hình ảnh SDSS tiết lộ số lượng dư thừa khổng lồ các vì sao bao phủ một diện tích vĩ đại trên bầu trời. Các tính toán vận tốc có thể được sử dụng để tác biệt những hệ thống chồng chéo lên nhau, một vài cấu trúc trong đó xuất phát từ “cánh tay thủy triều” thuộc thiên hà lùn Sagittarius.

Những gì đang tồn tại

Dữ liệu SDSS cũng tiết lộ 14 “người bạn lùn” đang hoạt động của thiên hà Milky Way, trong đó bao gồm 2 thiên hà mới được phát hiện công bố tại hội nghị chuyên đề. Các thiên hà vệ tinh này có quỹ đạo nằm trong quầng sáng chứa các vật chất tối không quan sát được với lực hấp dẫn giúp gắn kết ngân hà Milky Way.

Các thiên hà lùn mới được phát hiện có phần mờ nhạt hơn các ngân hà được phát hiện ra trước khảo sát. Mặc dù SDSS có thể phá hiện các thiên hà lùn cực mờ, nhưng nó chỉ có thể thực hiện được điều đó nếu thiên hà ở gần. Chính vì thế có thể có vài trăm thiên hà lùn ở ngoài quầng sáng của Milky Way hoặc nhiều hơn thế nữa.

Johnston nói: “SDSS đã cho chúng ta thấy rất nhiều điều về thiên hà Milky Way cũng như hàng xóm của nó. Nhưng chúng ta mới chỉ ở bước đầu của việc lập bản đồ thiên hà một cách toàn diện. Còn rất nhiều điều cần phải khám phá dành cho thế hệ khảo sát tiếp theo, trong đó có hai khảo sát về thiên hà Milky Way được thực hiện ở SDSS-III”.

Từ khóa liên quan:

quầng sáng

tinh tú

ngân hà

Milky Way

thiên hà lùn