Một nghiên cứu tổng hợp từ hàng trăm thiên hà, do kính thiên văn Keck đặt tại Hawaii và kính thiên văn không gian Hubble tiến hành, đã hé lộ một thay đổi về mô hình ngoài dự đoán diễn ra suốt 8 tỉ năm qua, tương đương hơn phân nửa tuổi của vũ trụ.
“Trước đây, các nhà thiên văn cho rằng những thiên hà dạng đĩa trong vùng không gian lân cận đã có hình dạng như thế trong suốt 8 tỉ năm qua, và rất ít phát triển kể từ đó,” Susan Kassin từ Trung tâm không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland cho hay. “Các quan sát gần đây của chúng ta lại cho kết quả ngược lại; rằng các thiên hà thay đổi đều đặn trong suốt quãng thời gian đó”
Ngày nay, các thiên hà tạo sao thường có dạng đĩa hệ thống khá trật tự, điển hình như thiên hà Andromeda và Milky Way (thiên hà của chúng ta, Ngân Hà), tại đây chuyển động xoay tròn lấn lướt các vận động nội tại. Trong nghiên cứu này, các thiên hà xanh xa nhất lại có xu hướng khác, lộ ra những chuyển động hỗn độn theo nhiều hướng. Có một sự chuyển đổi chắc chắn để có được trật tự như hiện nay là khi các chuyển động hỗn độn biến mất và tốc độ xoay nhanh hơn. Những thiên hà này đang dần ổn định ở dạng đĩa trật tự.
Các thiên hà xanh – màu sắc cho thấy trong đó các ngôi sao đanh hình thành – ngày càng ít chuyển động hỗn độn và xoay nhanh hơn. Xu hướng này đúng với tất cả các thiên hà dù lớn hay nhỏ, tuy nhiên những thiên hà lớn nhất luôn có trật tự tổ chức tốt hơn.
Các nhà nghiên cứu cho rằng các thiên hà xanh xa xôi mà họ nghiên cứu đang dần chuyển mình thành các thiên hà dạng đĩa xoay tròn giống như Milky Way.
“Các nghiên cứu trước đã loại bỏ các thiên hà không có dạng đĩa xoay trật tự, vốn phổ biến trong không gian vũ trụ hiện nay,” Benjamin Weiner từ Đại học Arizona ở Tucson phát biểu. “Bỏ qua các thiên hà này, các nghiên cứu trước chỉ xét đến số ít các thiên hà xa xôi khá trật tự, và rồi kết luận rằng các thiên hà không thay đổi gì.”
Thay vì hạn chế các dạng đối tượng thiên hà, các nhà nghiên cứu quan sát tất cả các thiên hà miễn là chúng có vạch phát xạ đủ sáng để xác định các vận động nội tại. Vạch phát xạ là các bước sóng bức xạ riêng biệt do đặc thù khí phát xạ từ bên trong thiên hà. Chúng hiển thị khi ánh sáng thiên hà được tách thành các màu thành phần. Các vạch phát xạ cũng chứa thông tin liên quan đến khoảng cách và các vận động nội tại của thiên hà.
Nhóm nghiên cứu chọn đối tượng 544 thiên hà xanh từ dự án Khảo sát sự dịch chuyển về phía đỏ do vệ tinh Deep Extragalactic Evolutionary Probe 2 (DEEP2) theo dõi, sử dụng kính Hubble và kính thiên văn đôi, rộng 10m tại Đài quan sát W.M. Keck ở Hawaii. Các đối tượng thiên hà nằm trong khoảng cách từ 2 đến 8 tỉ năm ánh sáng, và có số lượng sao từ 0,3% đến 100% so với Milky Way.
Thiên hà Milky Way chắc chắn cũng đã trải qua quá trình tiến hóa sóng gió tương tự như các đối tượng thiên hà của dự án DEEP2, rồi dần dần định dạng tới trạng thái hiện tại, khi Mặt Trời và Hệ Mặt Trời hình thành.
Suốt 8 tỉ năm qua, số vụ sát nhập các thiên hà lớn và nhỏ giảm đi nhanh chóng. Tổng quan tỉ lệ hình thành sao cũng vậy, và sự gián đoạn các vụ nổ siêu tân tinh liên quan đến sự hình thành sao. Khoa học suy đoán rằng những yếu tố này có thể góp phần tạo ra xu hướng tiến hóa như quan sát.
Nhờ nhìn thấy được hình mẫu này, các nhà thiên văn giờ đây có thể hiệu chỉnh các mô hình máy tính về tiến hóa thiên hà sao cho chúng có thể tái hiện được các xu hướng quan sát thấy. Điều này sẽ giúp khoa học hướng tới các tiến trình vật lý khả năng đã tạo nên xu hướng này.
Lê Diệu Ninh
(theo Astronomy)
