Theo các mô hình vũ trụ mới nhất, những thiên hà xoắn lớn như Milky Way đã gia tăng kích cỡ bằng cách hấp thụ các thiên hà nhỏ hơn thông qua một vụ va chạm thiên hà. Bằng chứng cho điều này là người ta quan sát được các cấu trúc rất lớn hay các dòng triều của các sao quanh các thiên hà xoắn lớn, phần còn lại của các thiên hà vệ tinh này. Nhưng rất khó để nghiên cứu đầy đủ lịch sử của phần lớn các trường hợp này vì những luồng sao này rất mờ nhạt và chỉ những gì còn sót lại của những vụ hợp nhất gần đây nhất mới được phát hiện.
Một nghiên cứu do Viện Vật lý thiên văn Andalucía (IAA-CSIC) dẫn đầu phối hợp với Viện Vật lý thiên văn Canary (IAC) đã quan sát chi tiết về dòng chảy thủy triều lớn quanh thiên hà Sombrero. Hình thái kỳ lạ của thiên hà này tới nay vẫn chưa được nắm rõ. Những kết quả này sẽ được đăng trên Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Sombrero (Messier 104) là một thiên hà cách Trái Đất 30 triệu năm ánh sáng thuộc siêu cụm thiên hà địa phương (một nhóm các thiên hà trong đó có cụm thiên hà Virgo và cụm Địa Phương – nơi chứa Milky Way). Sombrero có đường kính khoảng 1/3 đường kính của Milky Way đồng thời cho thấy các đặc điểm của đồng thời hai loại thiên hà chính trong vũ trụ - thiên hà xoắn và thiên hà elip. Nó có các nhánh xoắn cùng với một chỗ phình trung tâm lớn rất sáng, điều này khiến nó trông như một thiên hà lai giữa hai loại.
David Martínez-Delgado – nhà nghiên cứu tại IAA-CSIC đồng thời là tác giả chính của bài báo, cho biết: “Lý do chúng tôi thu thập những hình ảnh rất chi tiết về thiên hà Sombrero là để tìm ra những gì còn sót lại sau vụ va chạm giữa nó với một thiên hà có khối lượng rất lớn. Vụ va chạm có thể xảy ra này đã được đề xuất gần đây dựa trên cơ sở nghiên cứu dân số sao trong cái quầng kỳ lạ của thiên hà Sombrero thu được từ kính Hubble.”
Theo các quan sát mà Hubble cung cấp vào năm 2020, quầng - một vùng có diện tích rộng và mờ quanh thiên hà Sombrero chứa nhiều sao giàu kim loại (tức là những nguyên tố nặng hơn hydro và heli). Đây là một đặc điểm điển hình của các hệ sao mới, thường được tìm thấy trong các đĩa thiên hà và hiếm khi được tìm thấy trong các quầng thiên hà - nơi chứa các sao già.
Để giải thích sự có mặt của chúng, các nhà thiên văn đã đề xuất cái được gọi là “một vụ sáp nhập ướt át” - một kịch bản trong đó một thiên hà elip lớn được làm trẻ hóa bởi một lượng lớn khí và bụi từ một thiên hà có khối lượng lớn khác, khi thiên hà này đi vào đĩa của thiên hà elip mà chúng ta quan sát được ngày nay.
“Trong những hình ảnh mà chúng tôi thu được thì không tìm thấy bất cứ bằng chứng nào để ủng hộ cho giả thuyết này, mặc dù chúng tôi không thể loại trừ một khả năng là điều này đã xảy ra cách đây vài nghìn triệu năm và các mảnh vụn còn lại đã hoàn toàn tan biến cho tới bây giờ.” - David Martínez-Delgado giải thích. “Trên thực tế, trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi lần đầu tiên có thể theo dõi dòng triều hoàn chỉnh quanh đĩa của thiên hà này và các mô phỏng lý thuyết đã cho phép chúng tôi tái tạo lại sự hình thành của nó – qua sự va chạm với một thiên hà vệ tinh lùn – trong ba nghìn triệu năm qua.”
Javier Román – một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại IAC đồng thời cũng là đồng tác giả của nghiên cứu này – giải thích: “ Các phương pháp quan sát trong Vật lý thiên văn ngày nay đòi hỏi quá trình xử lý chuyên sâu. Mô hình về các sao sáng quanh thiên hà Sombrero và đồng thời về ánh sáng ánh phát ra từ quầng của nó đã cho phép chúng tôi khám phá bản chất của dòng triều này. Điều đáng chú ý là nhờ vào kỹ thuật đo sáng hiện đại này mà chúng tôi có thể làm thí nghiệm khoa học trực tiếp với một vật thể Messier chỉ bằng một kính thiên văn có đường kính 18 cm.”
Nhóm nghiên cứu bác bỏ ý kiến cho rằng dòng triều sao lớn được biết tới trong hơn ba thập kỷ này có thể liên quan tới sự tạo thành hình thái kỳ lạ của thiên hà Sombrero. Nếu nó được gây ra bởi sự hợp nhất của các thiên hà chứa nhiều khí thì sẽ cần sự tương tác của hai thiên hà có khối lượng lớn.
Nghiên cứu này có thể thực hiện được nhờ vào sự cộng tác giữa các nhà thiên văn chuyên nghiệp lẫn nghiệp dư. Martínez-Delgado kết luận: “Chúng tôi đã hợp tác với nhà nhiếp ảnh thiên văn người Tây Ban Nha Manuel Jiménez - người đã chụp những bức ảnh bằng kính thiên văn tự động có đường kính 18 cm và nhà nhiếp ảnh thiên văn người Úc nổi tiếng David Malin - người đã phát hiện ra dòng triều này trên các phim tấm chụp vào những năm 90 của thế kỷ trước. Sự hợp tác này cho thấy tiềm năng của các kính thiên văn nghiệp dư trong việc chụp những bức ảnh chi tiết của các thiên hà lân cận, từ đó cung cấp manh mối quan trọng về quá trình sáp nhập của chúng đang tiếp tục cho tới kỷ nguyên hiện tại.”
Hồng Anh
Theo phys.org
