Cũng như các thiên hà khác, thiên hà Milky Way của chúng ta cũng được lấp đầy bởi một thứ vật chất vô hình: vật chất tôi (Dark matter). Bản chất của thứ vật chất này luôn là một điều bí mật, và nghiên cứu mới đây lại càng làm tăng thêm tính bí ẩn của nó.
Điều duy nhất để chúng ta biết được sự tồn tại của nó là do tương tác hấp dẫn nó gây ra với các thiên thể trong thiên hà. Nếu không có nó, các ngôi sao trong thiên hà (gồm cả Mặt Trời) sẽ bị đẩy bay về mọi phía.
"Sau khi nghiên cứu này hoàn tất, chúng ta biết về vật chất tối ít hơn là những gì chúng ta biết trước kia" - cho biết của Matt Walker, trưởng nhóm nghiên cứu tại trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian.
Mô hình chuẩn của vũ trụ học hiện nay mô tả vũ trụ được lấp đầy bởi năng lượng tối và vật chất tối (Năng lượng tôi khác vật chất tối, đọc thêm bài "Vật chất tối và năng lượng tối"). Hầu hết các nhà thiên văn cho rằng vật chất tối tạo thành từ các hạt "lanh" (chuyển động chậm) liên kết bởi lực hấp dẫn tạo thành các khối. Theo thời gian các khối này lớn dần lên và kéo cả vật chất thường (vật chất hàng ngày chúng ta biết) vào theo, tạo thành các thiên hà.
Các nhà vũ trụ học các mô hình máy tính rất mạnh để giả lập quá trình này. Các mô phỏng cho thấy vật chất tối có mật độ rất đặc ở tâm của các thiên hà. Tuy nhiên các phép đo mới đây được thực hiện trên 2 thiên hà lùn lại cho thấy vật chất tối được phân bố khá đều, điều này có nghĩa là mô hình chuẩn có thể đã sai.
"Các đo đạc của chúng tôi mâu thuẫn với các dự đoán về cấu trúc của vật chất tối trong các thiên hà lùn. Chỉ trừ khi các nhà lý thuyết sửa lại dự đoán này, vật chất tối "lạnh" không phù hợp với số liệu quan sát của chúng tôi" Walker nói.
Các thiên hà lùn chứa tới 99% là vật chất tối và chỉ có 1% là vật chất thông thường như các ngôi sao. Sự chênh lệch này khiến các thiên hà lùn trở thành mục tiêu quan sát cho các nhà thiên văn để tìm hiểu về vật chất tối.
Walker cùng đồng tác giả Jorge Peñarrubia tại đại học Cambridge phân tích sự phân bố của vật chất tối trong hai thiên hà lùn lân cận với Milky Way là Fornax và Sculptor. Hai thiên hà này có khoảng từ 1 triệu đến 10 triệu sao (trong khi đó con số ở thiên hà của chúng ta là 400 tỷ). Nhóm nghiên cứu đo vị trí, tốc độ và các đặc tính hóa học cơ bản của 1500 đến 2500 ngôi sao.
"Các sao trong thiên hà lùn giống như những con ong, thay vì chuyển động bình thường thì chúng chuyển động trên những quĩ đạo vòng quanh" Peñarrubia cho biết "điều này gây thêm khó khăn cho việc xác định sự phân bố vật chất tối"
Dữ liệu thu được trong cả 2 trường hợp đều cho thấy vật chất tôi phân bố đều trên phạm vi khá rộng khoảng vài trăm năm ánh sáng. Điều này mâu thuẫn với mô hình chuẩn vì mô hình chuẩn cho biết mật độ của vật chất tối sẽ tăng rất mạnh ở gần tâm của thiên hà.
Kết quả này dẫn đến những nghi vấn mới, có thể vật chất bình thường ảnh hưởng tới vật chất tối nhiều hơn như chúng ta từng nghĩ, hoặc là vật chất tối không hề "lạnh". Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục các phép đo trên các thiên hà lùn khác với tỷ lệ vật chất tối cao hơn để xác minh điều này.
VACA
Theo Sciencedaily
