Các nhà thiên văn đã lập bản đồ chi tiết nhất về từ trường trong một khu vực thuộc một cánh tay xoắn của thiên hà Milky Way được gọi là xương thiên hà - một sợi dài chứa khí và bụi dày đặc hình thành ở giữa cánh tay (những vùng trải rộng xuất phát từ vùng trung tâm và bao quanh thiên hà) của một thiên hà xoắn. Bản đồ mới này cho thấy một tình trạng hỗn độn ngẫu nhiên của các đường sức từ, điều này mâu thuẫn với các đặc điểm từ tính đã được thiết lập và quan sát thấy ở khắp phần còn lại của khung xương Milky Way.
Milky Way là một thiên hà xoắn, và phần lớn các sao trong đó, cũng như bụi vũ trụ sinh ra chúng đều tập trung thành những cánh tay khổng lồ, trải rộng quay quanh trung tâm của thiên hà này. Mỗi cánh tay có một loạt xương thiên hà nối liền trung tâm của nó, tương tự như việc con người có các xương nối liền trung tâm của các chi. Khí và bụi bên trong những sợi xương dày đặc tới nỗi các xương này có thể tạo ra từ trường riêng của chúng.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà thiên văn đã lập bản đồ từ trường của G47 - một xương thiên hà của Milky Way có chiều dài 200 năm ánh sáng và rộng 5 năm ánh sáng. Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng Đài quan sát thiên văn hồng ngoại ở tầng bình lưu (SOFIA) tại California, một dự án hợp tác giữa NASA và Cơ quan Không gian Đức (DLR). SOFIA là một đài quan sát trên không, gồm có một máy bay Boeing 747SP đã được hiệu chỉnh để mang chiếc kính thiên văn phản xạ đường kính 106 inch (2,7 m) từ một cánh cửa lớn trong máy bay lên tới độ cao 45.000 feet (13.700 m). Kết quả là, kính thiên văn này có thể hoạt động ở độ cao cho phép nó thoát khỏi 99% bầu khí quyển vốn hấp thụ tia hồng ngoại của Trái Đất, theo NASA.
Nhà thiên văn Ian Stephens tại Đại học Worcester ở bang Massachusetts (Mỹ) cũng là tác giả dẫn đầu nghiên cứu này cho biết trong một tuyên bố: “Giờ đây, chúng tôi có thể thực hiện rất nhiều phép đo độc lập về hướng của từ trường trong khắp các xương này để chúng tôi có thể thực sự nghiên cứu sâu về tầm quan trọng của từ trường trong các đám mây hình sợi khổng lồ này.”
Các nhà nghiên cứu hoài nghi rằng từ trường có khả năng đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định tốc độ hình thành sao bên trong các xương thiên hà.
Stephens cho biết trong một tuyên bố: “Từ trường có thể điều khiển dòng khí, định hình dạng cho xương thiên hà và ảnh hưởng tới số lượng lẫn kích thước của các túi khí dày đặc nhất mà cuối cùng sẽ sụp đổ để hình thành các sao. Bằng cách lập bản đồ định hướng của các từ trường, chúng tôi có thể ước tính tầm quan trọng tương đối của chúng với lực hấp dẫn để tính toán xem mức độ mà từ trường sẽ ảnh hưởng tới quá trình hình thành sao nhiều ra sao .”
Bản đồ được thành lập nhờ vào việc sử dụng SOFIA này đã cho thấy từ trường bên trong G47 là cực kỳ hỗn loạn, không có cấu trúc hoặc hướng rõ ràng. Các nhà nghiên cứu đã mong đợi rằng từ trường này sẽ giống như các trường đồng nhất (là trường mà trong đó giá trị của cường độ trường là như nhau tại mọi điểm) hơn được nhìn thấy khắp ở các cánh tay của thiên hà Milky Way, nơi có từ trường chạy song song với các cánh tay.
Theo tuyên bố, mặc dù từ trường của G47 xuất hiện ngẫu nhiên ở một số khu vực, nhưng nó có xu hướng vuông góc ở những nơi có mật độ dày đặc nhất dọc theo xương thiên hà. Các vùng khác có mật độ thưa thớt hơn sẽ xuất hiện nhiều trường song song hơn và các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng chính những vùng kém dày đặc này có thể là nguồn cung cấp khí cho các vùng dày đặc hơn, nơi mà các sao có nhiều khả năng được hình thành hơn ở đó. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cũng tin rằng từ trường ở những vùng dày đặc này có thể mạnh tới mức có khả năng ức chế sự hình thành sao ở một số nơi bằng việc chống lại lực hấp dẫn, thứ lực vốn đang cố gắng gom khí lại để tạo thành một sao mới.
G47 là xương đầu tiên trong số 10 xương thiên hà được nhắm mục tiêu để lập bản đồ chi tiết bằng việc sử dụng SOFIA trong khuôn khổ dự án mang tên: Filaments Extremely Long and Dark: a Magnetic Polarization Survey (tạm dịch: Những sợi cực dài và tối: Khảo sát phân cực từ tính – FIELDMAPS). Mục đích chung của dự án FIELDMAPS là so sánh từ trường của các xương thiên hà với các mô phỏng trên máy tính về các thiên hà xoắn để xem các từ trường này giúp định hình từ trường tổng thể của khung xương Milky Way như thế nào.
Nghiên cứu này đã được công bố trực tuyến vào ngày 15 tháng 2 trên The Astrophysical Journal Letters (một loại tạp chí chuyên ngành về vật lý thiên văn).
Hồng Anh
Theo livescience
