Liệu một thiên hà có thể để lại "vệt sóng" phía sau khi di chuyển? Trong khoảng không gian hoang vắng giữa các thiên hà, khí loãng đến mức ngay cả môi trường chân không tốt nhất trên Trái Đất cũng trở nên "đông đúc" nếu đem ra so sánh, dường như không có gì để tạo lực cản ở đó.
Thế nhưng các nhà thiên văn vừa phát hiện một thiên hà đang lao qua vùng không gian gần như trống rỗng ấy với vận tốc lớn đến mức tạo nên một cung phát sáng rộng gần 1,8 triệu năm ánh sáng, có hình dạng giống như một cây cung và mũi tên. Điều đáng ngạc nhiên hơn là người đầu tiên phát hiện ra cấu trúc này không phải một nhà thiên văn chuyên nghiệp, mà là một sinh viên làm việc từ một sườn núi hẻo lánh trên dãy Himalaya.
Thiên hà mang tên RAD-BAARG nằm trong một khu vực đông đúc và hỗn loạn, với cấu trúc khác hẳn những gì thường thấy trong sách giáo khoa. Phần lớn các thiên hà vô tuyến có hình dạng đối xứng, với hai tia vật chất phóng theo hai hướng ngược nhau từ lỗ đen ở trung tâm, giống như nước phun ra từ một vòi tưới. Tuy nhiên, RAD-BAARG lại hoàn toàn khác biệt. Một phía có một luồng tia hẹp cung cấp cho một vòng cung ánh sáng vô tuyến khổng lồ trải rộng, trong khi phía còn lại uốn cong thành hình chữ S méo mó trước khi kéo dài thành một chiếc đuôi mờ nhạt. Nhà thiên văn đứng đầu nghiên cứu cho biết ông đã dành 25 năm nghiên cứu các đối tượng này nhưng chưa từng chứng kiến trường hợp nào tương tự.
Alcyoneus, một thiên hà vô tuyến khổng lồ với các thùy vô tuyến trải dài 16 triệu năm ánh sáng. (Nguồn: Martijn Oei)
Nhóm nghiên cứu cho rằng thiên hà này đang lao thẳng vào một cụm thiên hà khổng lồ, với vận tốc vượt quá tốc độ truyền âm trong lớp khí nóng lấp đầy khoảng không giữa các thiên hà. Bất kỳ đối tượng nào chuyển động nhanh như vậy đều sẽ nén khí phía trước thành một mặt cong, tương tự như con thuyền lướt trên mặt hồ tạo ra một làn sóng phía trước mũi thuyền. Không phải ngẫu nhiên mà các nhà thiên văn gọi những cấu trúc này là sóng xung kích hình cánh cung (bow shock). Dòng plasma vô tuyến tuôn ra từ lỗ đen ở tâm thiên hà dường như đã làm sáng cấu trúc sóng xung kích này, qua đó hé lộ một hiện tượng mà các nhà thiên văn từ lâu đã dự đoán nhưng hiếm khi có cơ hội quan sát trực tiếp.
Để ghi nhận được hiện tượng này cần đến một trong những khảo sát vô tuyến có độ nhạy cao nhất từng được thực hiện. Phát hiện được thực hiện nhờ LOFAR Two Metre Sky Survey - chương trình khảo sát bầu trời ở bước sóng vô tuyến tần số thấp với độ chi tiết rất cao, cho phép phát hiện những tín hiệu phát xạ rất yếu mà các khảo sát kém nhạy hơn hoàn toàn bỏ sót. Những sóng xung kích như vậy trước đây từng được gợi ý qua các quan sát tia X, nhưng chưa bao giờ được nhìn thấy rõ ràng đến thế trong bức xạ vô tuyến. RAD-BAARG mang đến cho các nhà thiên văn cái nhìn rõ nét nhất từ trước đến nay về một thiên hà đang trong quá trình rơi vào một cụm thiên hà.
Cấu trúc "Superterp" của LOFAR. Đây là một phần của vùng lõi của mạng lưới kính thiên văn LOFAR mở rộng, nằm gần Exloo, Hà Lan. (Nguồn: LOFAR/ASTRON)
Đây cũng là một thành công đáng chú ý của khoa học cộng đồng. RAD-BAARG lần đầu được phát hiện bởi Pranim Limbo, một nhà khoa học cộng đồng tham gia dự án RAD@home của Ấn Độ. Từ năm 2013, dự án này đã đào tạo sinh viên và những người yêu thích thiên văn phân tích dữ liệu từ các kính thiên văn chuyên nghiệp, bất kể xuất thân hay nơi sinh sống của họ. Phát hiện này cho thấy những khám phá khoa học tiên phong không còn chỉ thuộc về các nhà nghiên cứu làm việc tại những đài quan sát hàng đầu thế giới.
Và có lẽ còn rất nhiều điều bất ngờ nữa đang chờ được khám phá. Khi Square Kilometre Array Observatory (SKAO) - đài quan sát vô tuyến với tổng diện tích thu tín hiệu tương đương một kilomet vuông - dần đi vào hoạt động, cùng với các thuật toán học máy có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu khảo sát khổng lồ, các nhà thiên văn kỳ vọng sẽ phát hiện thêm nhiều trường hợp va chạm ẩn giữa các thiên hà và môi trường mà chúng đang di chuyển qua. Dường như vũ trụ vẫn còn cất giữ vô số điều bất ngờ dành cho những ai sẵn sàng ngước nhìn lên bầu trời.
Nguyễn Đình Nam
Theo Universetoday
