Khoảng 2 tỷ năm trước, ,một vụ va chạm lớn giữa hai thiên hà đã khởi động cho một cuộc bùng nổ tạo sao trong thiên hà lớn nhất của Cụm Địa Phương.
Thiên hà Andromeda (M31) là thành viên lớn nhất trong vùng thiên hà lân cận có chứa Milky Way của chúng ta - một nhóm gồm hơn 50 thiên hà được gọi là Cụm Địa Phương. Với khối lượng khoảng một nghìn tỷ lần Mặt Trời, ảnh hưởng hấp dẫn của Andromeda là rất đáng kể. Theo một nghiên cứu mới, không thiên hà nào chịu tác động đó nhiều như M32 - một thiên hà vệ tinh kỳ lạ chuyển động quanh Andromeda ngày nay.
Trong một nghiên cứu vừa được công bố trên Nature Astronomy, các nhà nghiên cứu đã cho thấy rằng khoảng 2 tỷ năm trước, thiên hà Andromeda đã "ăn thịt" một trong những thiên hà lớn nhất của Cụm Địa Phương và biến nó thành thiên hà M32 mà chúng ta thấy ngày nay. Vụ va chạm lớn này đã tước đi phần lớn khối lượng của của thiên hà tiền thân của M32 (tiền thân này được tạm gọi là M32p) khiến khối lượng của nó sụt giảm từ khoảng 25 tỷ lần Mặt Trời xuống chỉ còn vài tỷ.
Đồng tác giả của nghiên cứu là Eric Bell ở Đại học Michigan cho biết: "Các nhà thiên văn học đã nghiên cứu Cụm Địa Phương - gồm Milky Way, Andromeda cùng các đồng hành của chúng - trong một thời gian dài. Thật kinh ngạc khi phát hiện ra rằng Milky Way có một người anh em lớn mà chúng ta chưa từng biết tới."
Sự lớn lên của Andromeda
Lịch sử hình thành của Andromeda là một chủ đề còn chưa đươc làm sáng tỏ. Mặc dù một số nghiên cứu trước đây đã gợi ý rằng Andromeda lớn lên qua hàng tỷ năm nhờ liên tục sáp nhập với những thiên hà nhỏ hơn, có những nghiên cứu khác lại chỉ ra rằng gã khổng lồ này đã trải qua một cuộc sáp nhập lớn duy nhất ở một thời điểm nào đó trong quá khứ.
Để tìm hiểu xem Andromeda có được khối lượng đó như thế nào, các tác giả của nghiên cứu mới đã cho chạy những mô phỏng vũ trụ học về sự hình thành thiên hà để qua đó cho thấy rằng những đặc điểm quan sát được của Andromeda - bao gồm cả một quầng lớn chứa nhiều sao gần như không quan sát được - có thể được giải thích chỉ bởi một vụ sáp nhập lớn với thứ từng là thiên hà lớn thứ ba của Cụm Địa Phương - M32p. Thiên hà quá cố này có khối lượng gấp ít nhất là 20 lần bất cứ thiên hà nào từng sáp nhập với Milky Way. Và, dựa theo nghiên cứu này, xác chết của nó vẫn đang chuyển động quanh Androemda dưới hình thể mới là M32.
"M32 là một thứ kỳ lạ," Bell nói. "Dù nó giống như một ví dụ điển hình về một thiên hà elip đã già, thực tế nó lại có rất nhiều sao trẻ. Nó là một trong những thiên hà đặc nhất trong vũ trụ. Không hề có thiên hà nào khác giống như thế."
Theo các nhà nghiên cứu, kịch bản sáp nhập này cũng giải thích tại sao Andromeda có một lượng rất lớn các sao tuổi trung bình giàu kim loại trong quầng của nó. Việc đó không xảy ra nếu như nó trải qua sự bùng bổ tạo sao bởi nhiều cuộc sáp nhập nhỏ. Hơn nữa, một cuộc va chạm lớn duy nhất giải thích được tại sao Andromeda có một đĩa dày và đã bùng nổ tạo sao cách đây khoảng 2 tỷ năm, khi mới khoảng 20% số sao hiện nay của nó đã ra đời.
"Thiên hà Andromeda, với một cuộc bùng nổ tạo sao ngoạn mục, đã rất khác vào thời điểm 2 tỷ năm trước," Bell nói. "Khi còn học đại học, tôi được dạy rằng hiểu về cách mà thiên hà Andromeda và thiên hà vệ tinh M32 của nó hình thành sẽ là bước tiến dài trong việc sáng tỏ những bí ẩn về hình thành thiên hà."
Tiến về phía trước
Kết quả nghiên cứu mới này rất quan trọng không chỉ vì nó soi sáng lịch sử hình thành của thiên hà lớn nhất trong vùng lân cận của chúng ta, mà còn bởi nó thách thức những hiểu biết thông thường về cách mà các thiên hà tiến triển thông qua những va chạm lớn. Theo các nhà nghiên cứu, thực tế rằng đĩa xoắn của Andromeda đã sống sót sau va chạm nói lên rằng các đĩa thiên hà thực tế có thể bền hơn nhiều so với các nhà thiên văn từng nghĩ trước đây.
Bằng cách ứng dụng cùng kỹ thuật đã được sử dụng ở nghiên cứu này cho các thiên hà khác, các nhà nghiên cứu hi vọng sẽ có được hiểu biết rõ hơn về cách mà những va chạm khác nhau chi phối sự lớn lên của các thiên hà trong vũ trụ. Và xét tới việc Andromeda đang trên đường hướng tới vụ va chạm lớn với Milky Way mà qua đó hai thiên hà sẽ sáp nhập sau 4 tỷ năm nữa, chúng ta nên biết càng nhiều càng tốt.
Bryan
Theo Astronomy
