Một trong những dự đoán chính của mô hình hiện nay về sự tạo thành các cấu trúc trong vũ trụ, còn gọi là mô hình Vật chất tối Lạnh Lambda (Lambda Cold Dark Matter model), là các thiên hà được bao quanh bởi các quầng vật chất tối rất nặng và mở rộng, các quầng này lại được bao quanh bởi hàng ngàn các quầng nhỏ hơn cũng tạo thành từ vật chất tối.
Xung quanh các thiên hà lớn, chẳng hạn như Milky Way, những quầng vật chất tối nhỏ này đủ lớn để có đủ khí và bụi để hình thành các thiên hà nhỏ của riêng chúng, và một số các thiên hà đồng hành này, còn gọi là thiên hà vệ tinh, có thể quan sát được. Những thiên hà vệ tinh này có thể chuyển động xung quanh thiên hà chủ trong hàng tỷ năm trước khi có khả năng xày ra sự sáp nhập. Các vụ sáp nhập giúp bổ sung thêm khí và các sao cho thiên hà trung tâm, khởi đầu cho những giai đoạn tạo sao dữ dội, còn gọi là những vụ bùng nổ sao, do lượng khí thừa được mang đến bởi thiên hà đồng hành. Hình dạng của thiên hà chủ cũng có thể bị nhiễu loạn bởi tương tác hấp dẫn.
Các quầng nhỏ hơn tạo thành các thiên hà lùn, các thiên hà lùn cùng lúc đó sẽ được bao quanh bởi các quầng vật chất tối vệ tinh nhỏ hơn nữa, mà các quầng này bây giờ quá nhỏ để có thể chứa khí và bụi. Những vệ tinh tối này vì thế không nhìn thấy được bởi các kính thiên văn, nhưng vẫn xuất hiện trong các mô hình lý thuyết bằng mô phỏng máy tính. Một quan sát trực tiếp về tương tác của chúng với các thiên hà chủ là cần thiết để chứng minh sự tồn tại của chúng.
Laura Sales, phó giáo sư tại Đại học California, Khoa Vật lý và Thiên văn học, cộng tác với Tjitske Starkenburg và Amina Helmi, đều đến từ Viện Thiên văn Kapteyn ở Hà Lan, đã trình bày một phép phân tích mới của các mô phỏng máy tính, dựa vào các mô hình lý thuyết để nghiên cứu tương tác của một thiên hà lùn với vệ tinh tối.
Các phát hiện được tóm tắt trong một bài báo mới xuất bản, “Những ảnh hưởng của vật chất tối II: khí và sự hình thành sao trong các sáp nhập nhỏ của các thiên hà lùn với các vệ tinh tối”, trong tạp chí Astronomy & Astrophysics (Thiên văn học và Vật lý thiên văn).
Các nhà nghiên cứu thấy rằng trong quá trình vệ tinh tối tiến tới gần một thiên hà lùn, thông qua lực hấp dẫn nó nén khí trong thiên hà này, gây ra các giai đoạn bùng nổ sao đáng chú ý. Các giai đoạn hình thành sao này có thể kéo dài vài tỷ năm, phụ thuộc vào khối lượng, quỹ đạo và mật độ của vệ tinh tối.
Kịch bản này dự đoán rằng nhiều thiên hà lùn mà chúng ta dễ dàng quan sát ngày nay có thể đang hình thành sao với tốc độ cao hơn dự kiến –hoặc có thể đang trải qua một giai đoạn bùng nổ sao- chính xác là những gì các quan sát thiên văn đã phát hiện.
Hơn nữa, tương tự như những cuộc sáp nhập giữa nhiều thiên hà nặng, tương tác giữa thiên hà lùn và vệ tinh tối cũng gây ra sự nhiễu loạn hình thái của thiên hà lùn, có thể thay đổi hoàn toàn cấu trúc của nó từ chủ yếu dạng đĩa sang hệ elip/cầu. Cơ chế này cũng đưa ra lời giải thích về nguồn gốc của các thiên hà cầu lùn cô lập, một vấn đề vẫn chưa có lời giải trong vài thập kỉ gần đây.
Hoàng Gia Linh
Theo Science Daily
