Thiên hà – Kẻ “ăn thịt” khổng lồ trong vũ trụ

Mười tỷ năm trước, thiên hà của chúng ta đã “tiêu thụ” một trong những nước láng giềng nhỏ hơn của nó. Bạn có biết điều này? Nào hãy cùng với Tinh Vân Optics khám phá điều bí ẩn này ngay nhé.

Mười tỷ năm trước, Thiên hà Milky Way chạm trán với một thiên hà khác trong không gian trống rỗng rộng lớn, và đã “nuốt chửng” nó. Được các nhà thiên văn học mệnh danh là Gaia-Enceladus, kẻ lạ mặt này có kích thước xấp xỉ 1/4 Milky Way, và nó đã vĩnh viễn thay đổi cấu trúc và hình dạng của thiên hà quê hương của chúng ta.

Các nhà khoa học đã có bằng chứng trong một thời gian rằng Milky Way đã chứng kiến ​​một sự hợp nhất lớn trong quá khứ của nó. Ngay cả khi không có bằng chứng trực tiếp ở đây trong thiên hà quê hương của chúng ta, các nhà khoa học biết rằng các vụ va chạm giữa các thiên hà là điều phổ biến trong vũ trụ. Những sự hợp nhất này là cách chính mà các thiên hà phát triển và tiến hóa. Nhưng đây là lần đầu tiên các nhà thiên văn học có thể xác định tuổi của các quần thể sao khác nhau trong Milky Way đủ chính xác để xác định thời điểm sáp nhập này xảy ra và chính xác nó ảnh hưởng đến thiên hà nhà của chúng ta như thế nào. Các nhà nghiên cứu do Carme Gallart dẫn đầu từ Instituto de Astrofísica de Canarias ở Tây Ban Nha đã công bố phát hiện của họ hôm thứ Hai trên tạp chí Nature Astronomy.

Thiên hà va chạm

Để đọc được lịch sử của thiên hà Milky Way này, các nhà thiên văn học phải xác định chính xác tuổi của các quần thể và nhóm sao khác nhau trong thiên hà. Điều này rất khó vì đo tuổi của các ngôi sao là một môn khoa học không chính xác. Các nhà khoa học thực sự không thể chỉ nhìn vào một ngôi sao và cho biết tuổi của nó, ngay cả với các phép đo chi tiết. Thay vào đó, họ xem xét hàng loạt ngôi sao và so sánh chúng với quần thể sao kiểu mẫu. Các ngôi sao thường được sinh ra theo từng lứa lớn và bằng cách thu thập thông tin chi tiết về toàn bộ các nhóm sao, các nhà khoa học có thể chạy ngược đồng hồ và có được bức tranh chính xác hơn về thời điểm sinh ra và nhờ vào việc cung cấp dữ liệu mới từ sứ mệnh Gaia , đó là tạo ra bản đồ sao chính xác nhất cho đến nay, các nhà thiên văn học đã có thể tiến một bước dài trong thử thách này.

Được trang bị dữ liệu mới của họ, các nhà thiên văn học vẽ biểu đồ các ngôi sao từ các vùng tương tự của Milky Way. Họ đã phát hiện ra hai quần thể sao khác biệt. Một số ngôi sao, có màu đỏ hơn, dường như đã hình thành trong một thiên hà lớn hơn, giàu kim loại hơn. (Điều đáng nhớ ở đây là các nhà thiên văn học gọi bất kỳ nguyên tố nào không phải hydro hoặc heli là “kim loại”.) Quần thể sao xanh hơn, màu xanh hơn lẽ ra phải hình thành trong một thiên hà nhỏ hơn, nghèo kim loại hơn. Việc các nhà thiên văn nhìn thấy những quần thể này trộn lẫn với nhau là dấu hiệu cho thấy thiên hà lớn hơn (Milky Way sơ khai) đã chạm trán và tiêu thụ một thiên hà nhỏ hơn (Gaia-Enceladus) vào một thời điểm nào đó trong quá khứ.

Các nhà thiên văn đã nghi ngờ một sự kiện như vậy dựa trên những quan sát trước đó, nhưng dữ liệu Gaia mới cho thấy rõ ràng hơn. Dữ liệu cũng sao lưu những gì các nhà thiên văn đã nghi ngờ, rằng thiên hà interloper có kích thước gần bằng một phần tư Milky Way ban đầu.

Tuy nhiên, dòng thời gian của sự kiện này đang được tranh luận. Nhưng dữ liệu mới cho phép các nhà thiên văn học đo tuổi của các ngôi sao trong Milky Way, một dạng bong bóng của các ngôi sao nhô lên trên và dưới hình dạng đĩa quen thuộc hơn, tất cả đều bị cắt bỏ vào 10 tỷ năm trước. Lý do những ngôi sao này quay quanh đĩa thiên hà Milky Way bởi vì chúng đang di chuyển nhanh hơn những ngôi sao khác, và ngụ ý rằng một sự kiện năng lượng nào đó đã ném chúng tới những tốc độ cao này.

Bằng cách kết hợp tuổi của các ngôi sao với các mô hình về sự tiến hóa của thiên hà, các nhà thiên văn học có thể vẽ dòng thời gian lịch sử của Milky Way. Trong khoảng 3 tỷ năm, Milky Way trẻ đã tự phát triển, cho đến khi nó đụng độ Gaia-Enceladus nhỏ hơn 10 tỷ năm trước. Cuộc chạm trán này đã ném một số ngôi sao vào vầng hào quang, đồng thời đổ khí – nhiên liệu cho quá trình hình thành sao mới – vào đĩa Ngân Hà, gây ra vụ nổ hình thành sao mới. Trong vài tỷ năm tới, loạt hoạt động này đã giảm bớt, mặc dù thiên hà của chúng ta vẫn có đủ nhiên liệu để tiếp tục tạo ra các ngôi sao với tốc độ giảm.

Nhờ vào lượng dữ liệu khổng lồ mà Gaia thu thập, các nhà khoa học nhận được kết quả một cách chậm trễ. Kết quả hiện tại chỉ dựa trên dữ liệu của 22 tháng đầu tiên, được thu thập từ năm 2014 đến năm 2016. Gaia sẽ tiếp tục thu thập dữ liệu cho đến ít nhất là năm 2022 và có thể là năm 2024 nếu tất cả tiếp tục suôn sẻ. Khi dự án tiếp tục đưa ra các phép đo mới, sự hiểu biết của các nhà nghiên cứu về thiên hà của chúng ta chỉ có thể được cải thiện.