Trong tấm thảm rộng lớn của vũ trụ, phần lớn các thiên hà tỏa sáng rực rỡ xuyên suốt không gian và thời gian. Tuy nhiên, một lớp thiên hà hiếm hoi gần như vô hình bởi độ sáng bề mặt rất thấp, bị chi phối bởi vật chất tối và chỉ chứa một số lượng thưa thớt các sao mờ nhạt.
Một trong những đối tượng khó nắm bắt như vậy, được đặt tên là CDG-2, có thể là một trong những thiên hà bị chi phối bởi vật chất tối mạnh nhất từng được phát hiện. Bài báo trình bày phát hiện này được công bố trên The Astrophysical Journal Letters.
Việc phát hiện những thiên hà mờ nhạt như vậy là vô cùng khó khăn. Sử dụng các kỹ thuật thống kê hiện đại, David Li từ Đại học Toronto, Canada, cùng nhóm của ông đã xác định 10 thiên hà có độ sáng bề mặt thấp đã được xác nhận trước đó và thêm hai ứng viên thiên hà tối bằng cách tìm kiếm các cụm sao cầu kết tụ chặt chẽ - những cụm sao hình cầu, đặc, thường có quỹ đạo quanh các thiên hà thông thường. Các cụm này có thể báo hiệu sự hiện diện của một quần thể sao mờ nhạt ẩn giấu.
Để xác nhận một trong các ứng viên thiên hà tối, các nhà thiên văn học đã sử dụng bộ ba đài quan sát: kính thiên văn không gian Hubble của NASA, đài quan sát không gian Euclid của ESA, và kính thiên văn Subaru của Nhật Bản đặt trên mặt đất tại Hawaii. Hình ảnh có độ phân giải cao của Hubble đã cho thấy một nhóm bốn cụm sao cầu nằm gần nhau trong cụm thiên hà Perseus, cách chúng ta khoảng 300 triệu năm ánh sáng. Các nghiên cứu tiếp theo sử dụng dữ liệu từ Hubble, Euclid và Subaru sau đó đã phát hiện một quầng sáng mờ, khuếch tán bao quanh các cụm sao - bằng chứng mạnh mẽ về sự tồn tại của một thiên hà nền bên dưới.
“Đây là thiên hà đầu tiên được phát hiện chỉ dựa trên quần thể cụm sao cầu của nó,” Li cho biết. “Theo các giả định thận trọng, bốn cụm này đại diện cho toàn bộ quần thể cụm sao cầu của CDG-2.”
Phân tích sơ bộ cho thấy CDG-2 có độ sáng tương đương khoảng 6 triệu sao dạng Mặt Trời, trong đó các cụm sao cầu chiếm 16% thành phần khả kiến của nó. Đáng chú ý, 99% khối lượng của nó dường như là vật chất tối. Phần lớn vật chất thông thường cần thiết cho sự tạo sao - chủ yếu là hydro - có thể đã bị tước đi do các tương tác hấp dẫn với các thiên hà khác bên trong cụm Perseus.
Các cụm sao cầu có mật độ sao rất lớn và liên kết hấp dẫn chặt chẽ. Điều này khiến chúng có khả năng chống chịu tốt hơn trước sự phá hủy do lực triều hấp dẫn, và vì vậy trở thành các chỉ dấu đáng tin cậy của những thiên hà “ma” như vậy.
Khi các khảo sát bầu trời mở rộng với các sứ mệnh như Euclid, kính thiên văn không gian Nancy Grace Roman sắp tới của NASA, và Đài quan sát Vera C. Rubin, các nhà thiên văn học ngày càng sử dụng các phương pháp học máy và thống kê để sàng lọc những bộ dữ liệu khổng lồ.
Tuấn Phong
Theo Phys.org
