Một đám mây khí trải dài 300.000 năm ánh sáng đang uốn quanh thiên hà Milky Way, tách biệt khỏi hai thiên hà lùn đang chuyển động quanh thiên hà chúng ta. Trong nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn đã muốn biết xem thiên hà nào trong số Mây Magellan Lớn (LMC) và Mây Magellan Nhỏ (SMC) là nguồn của dòng khí bị đẩy ra khi chúng tương tác hấp dẫn với nhau. Câu trả lời sẽ giúp các nhà thiên văn học hiểu thêm về sự hình thánh và biến đổi của các thiên hà - bao gồm cả Milky Way.
Với sự hỗ trợ của các đồng nghiệp ở Viện khoa học kính thiên văn không gian và nhiều đơn vị khác, các nhà thiên văn học ở Đại học Wisconsin-Madison (UW-Madison) đã sử dụng kính thiên văn không gian Hubble để phân tích dòng khí.
Bằng cách xác định thành phần hóa học của dòng khí - được họi là "Cánh tay chính của dòng Magellan", các nhà nghiên cứu đã xác định được rằng nó có nguồn gốc từ SMC. Kết quả cho thấy LMC đã chiến thắng trong cuộc chiến của lực hấp dẫn với đồng hành nhỏ hơn của nó, việc này sẽ hỗ trợ việc tinh chỉnh các mô hình về chuyển động quỹ đạo phức tạp của các thiên hà lùn này.
"Chúng tôi vẫn còn chưa biết Milky Way đã hình thành như thế nào," Elena D'Onghia - giáo sư thiên văn học ở UW-Madison và là đồng tác giả của nghiên cứu - cho biết. "Chúng tôi có lượng khí khổng lồ này uốn quanh Milky Way, và chúng tôi vẫn chưa biết nguồn gốc của nó. Biết được nơi mà từ đó nó tới sẽ giúp chúng tôi hiểu về cách mà các thiên hà, trong đó có Milky Way - hành thành."
Mây Magellan lớn và nhỏ là hai thiên hà lùn không định hình chuyển động quanh Milky Way và có thể nhìn thấy bằng mắt thường khi quan sát từ Nam bán cầu của Trái Đất. Vào những năm 1970, chúng đã được xác nhận là nguồn của một dòng vật chất khổng lồ được gọi là Dòng Magellan, trong đó có Cánh tay chính lượn quanh đĩa chính của Milky Way.
Sau khám phá về dòng khí này, giáo sư Blair Savage ở UW-Madison đã làm việc trong mấy thập kỷ qua để hiểu được phức hợp khí bao quanh Milky Way mà Dòng Magellan là một phần trong đó. Ông đã tuyển thêm nhiều nhà nghiên cứu trẻ để cùng giải quyết vấn đề này. Sáu người tham gia cùng Savage trước đây là đồng tác giả của báo cáo mới vừa qua - mặc dù một vài trong số họ đã chuyển tới những tổ chức khác.
"Ông ấy thực sự là lý do mấu chốt để việc này được thực hiện ở Wisconsin," Bart Wakker - một nhà khia học ở khoa thiên văn học thuộc UW-Madison nói. Wakker là một nhà nghiên cứu đã tới UW-Madison để nghiên cứu môi trường liên sao và liên thiên hà cùng Savage vào những năm 1990.
Từng có một câu hỏi là: Khí tới từ LMC hay SMC? Theo Andrew Fox ở Viện khoa học kính thiên văn không gian tại Baltimore (Mỹ), sinh viên đã tốt nghiệp của Savage và là tác giả chính của nghiên cứu này, thì nhìn thoáng qua, có vẻ như đám khí này đang hướng theo LMC. "Nhưng chúng tôi đã tiếp cận câu hỏi này theo cách khác, bằng cách trả lời câu hỏi: Cánh tay chính hình thành từ thứ gì? Nó có thành phần gióng với LMC hay có cấu tạo như của SMC?"- ông nói.
Để xác định được thành phần hóa học của Cánh tay chính, các nhà nghiên cứu xác định 4 quasar - những vùng trung tâm thiên hà cực sáng - nằm ở phía sau của dòng khí. Với sự hỗ trợ của kính thiên văn không gian Hubble, họ đã thu thập được bức xạ tử ngoại từ các quasar khi chúng đi xuyên qua Cánh tay chính. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp dữ liệu ánh sáng tử ngoại với các phép đo tỷ lệ hydro từ dữ liệu vô tuyến, qua đó cho thấy dòng khí này có lượng oxy và lưu huỳnh tương tự như của SMC thay vì LMC.
Sự tương đồng về thành phần hóa học và bằng chứng cho thấy Cánh tay chính đã bị xé ra từ Mây Magellan Nhỏ, có lẽ vào khoảng hơn 1 tỷ năm trước. Những kết quả trước đó đã cho thấy rằng nó dường như tới từ Mây Magellan Lớn, gợi ý rằng dòng khí có kích thước thiên hà này có nguồn gốc rất phức tạp.
Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng nghiên cứu mới đã mang lại những câu hỏi mở về số phận của các thiên hà lùn và vật chất mà chúng ném ra.
"Toàn bộ mục tiêu của nghiên cứu này là để hiểu được điều gì xảy ra với hai đám mây Magellan khi chúng bắt đầu sáp nhập vào Milky Way và cách mà khí từ chúng hòa trộn với khí của Milky Way," Wakker nói. "Và chúng ta mới chỉ ở những giai đoạn đầu tiên trong việc hiểu về quá trình đó."
R.T
Theo Space Daily
