Thiên hà xoắn càng lớn, thì nó càng quay nhanh. Đó là một thực tế mà các nhà thiên văn học đều biết. Nhưng vài năm trước, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một loại thiên hà xoắn có kích thước khổng lồ mới; họ gọi chúng là "những thiên hà siêu xoắn".
Trong một phát hiện bất ngờ được công bố trên tạp chí Astrophysical Journal Letters, các nhà nghiên cứu cho biết những thiên hà siêu xoắn này thực sự quay nhanh hơn dự đoán dựa trên kích thước quan sát được của các thiên hà. Thiên hà nhanh nhất trong số những thiên hà siêu xoắn này có một số ngôi sao di chuyển xung quanh nó với tốc độ lên tới 1,25 triệu dặm (2 triệu km) trên giờ. Theo một số ước tính, tốc độ này nhanh gấp gần ba lần tốc độ chuyển động của Mặt Trời chúng ta xung quanh thiên hà.
Điều này có nghĩa là các thiên hà khổng lồ này có tỷ lệ vật chất tối so với vật chất có thể quan sát được cao hơn so với các thiên hà xoắn nhỏ hơn, như Milky Way, và do đó làm tăng thêm tốc độ quay. Phát hiện này cũng cho chúng ta thấy một điều khác: đó là kích thước tối đa hay một thiên hà xoắn có thể lớn đến mức nào.
Những thiên hà xoắn lớn nhất
Nhà thiên văn học Patrick Ogle trong khi xem xét các thiên hà sáng nhất được ghi nhận trong các khảo sát thiên hà đã tình cờ phát hiện các thiên hà siêu xoắn - các thiên hà xoắn có vật chất nhìn thấy được cao gấp 10 đến 20 lần so với thiên hà Milky Way. Các thiên hà lớn nhất, sáng nhất thường là các thiên hà elip thay vì thiên hà xoắn, vì vậy phát hiện này là một bất ngờ.
“Mọi người thường cho rằng các thiên hà xoắn không thể có khối lượng lớn hơn nhiều so với thiên hà Milky Way trước khi chúng đánh mất một phần khối lượng vì lý do này hay lý do khác”, Ogle cho biết, ông hiện đang làm việc tại Viện Khoa học Kính thiên văn Không gian ở Maryland. Ogle là tác giả chính của nghiên cứu mới này.
Ông và các nhà thiên văn học khác đã đo các tính chất của các thiên hà siêu xoắn này và đã rất ngạc nhiên khi thấy các thiên hà này quay nhanh như thế nào.
Khi một vật thể chuyển động quanh một vật thể khác, tốc độ quỹ đạo của nó phụ thuộc vào khối lượng của vật thể trung tâm. Cho dù một hành tinh chuyển động quanh một ngôi sao hay một ngôi sao chuyển động quanh tâm thiên hà, nó sẽ chuyển động nhanh hơn nếu vật thể trung tâm có khối lượng lớn hơn.
Hầu hết các thiên hà xoắnn quay với tốc độ tỷ lệ thuận với lượng vật chất nhìn thấy được, chẳng hạn như các ngôi sao và khí mà chúng chứa trong đó. Vật chất tối trong các thiên hà này cũng đóng góp vào tốc độ quay. Nhưng lượng vật chất tối cũng có xu hướng tỷ lệ thuận với lượng vật chất nhìn thấy được, do đó tốc độ quay vẫn tỷ lệ thuận với khối lượng có thể quan sát được.
Nhưng các thiên hà siêu xoắn quay nhanh hơn nhiều so với tốc độ các nhà thiên văn học đã dự đoán dựa trên khối lượng nhìn thấy được của chúng, nghĩa là tỷ lệ vật chất tối so với vật chất nhìn thấy được của chúng cao hơn nhiều. Ogle và nhóm của nghiên cứu của mình nghĩ rằng đối với những thiên hà xoắn nặng nhất, sự tích tụ vật chất tối có thể ngăn không cho nhiều ngôi sao hình thành. Vì vậy, ngay cả khi họ đang nhìn vào những khối vật chất tối lớn hơn của thiên hà, họ có lẽ sẽ không thấy các thiên hà xoắn lớn hơn nhiều lắm.
Đối với Ogle, phát hiện này là một phương pháp mới thú vị để nghiên cứu cách vật chất tối hành xử và ảnh hưởng đến vũ trụ của chúng ta. Ông dự định sẽ thực hiện thêm các quan sát trong tương lai để khảo sát sâu hơn một cách chính xác những thiên hà siêu xoắn này nặng đến mức nào và đồng thời hiểu rõ hơn về việc chúng xuất hiện như thế nào.
Gia Linh
Theo Astronomy.com
