Hubble Giải Mã Vụ Sáp Nhập Cổ Xưa Của Ngân Hà

Chú ý: Chào mừng bạn đến với nắng mới yêu thương!

NASA ngày 17/8 công bố dữ liệu Hubble mới cho thấy bằng chứng rõ về một thiên hà lùn từng sáp nhập với Ngân Hà khi thiên hà của chúng ta còn rất trẻ. Sự kiện được nhóm nghiên cứu đặt tên theo thiên hà Low-energy-Kraken-Heracles, viết tắt là LKH, và được ước tính xảy ra khoảng 11,8 tỷ năm trước, tức chỉ khoảng 2 tỷ năm sau Big Bang. Phát hiện giúp giới thiên văn kéo lịch sử quan sát được của các vụ sáp nhập lớn trong Ngân Hà lùi thêm khoảng 1,8 tỷ năm so với mốc đã được xác nhận trước đó. Điểm hấp dẫn của câu chuyện Hubble giải mã lịch sử Ngân Hà nằm ở cách các nhà khoa học tìm dấu vết của một thiên hà đã biến mất từ rất lâu. Họ không nhìn thấy LKH như một vật thể còn nguyên vẹn, mà đọc “hồ sơ lưu trữ” còn sót lại trong các cụm sao cầu cổ. Những cụm sao này giữ thông tin về tuổi, thành phần hóa học và nguồn gốc, giúp nhà nghiên cứu dựng lại các giai đoạn Ngân Hà lớn lên bằng cách vừa tạo sao mới, vừa hấp thụ vật chất từ những thiên hà nhỏ hơn.  Kính viễn vọng không gian Hubble (NASA/ESA) vừa tìm thấy bằng chứng quyết định về một vụ sáp nhập thiên hà cổ xưa diễn ra ở giai đoạn sơ khai của Dải Ngân hà (Ảnh: Nắng Mới)  Cụm Sao Cầu Trở Thành Hồ Sơ Khảo Cổ Của Ngân Hà  Ngân Hà ngày nay là một thiên hà xoắn ốc khổng lồ với hàng trăm tỷ ngôi sao, nhưng nó không sinh ra trong hình dạng hiện tại. NASA giải thích rằng thiên hà của chúng ta lớn lên qua nhiều cơ chế, gồm hình thành sao từ khí và thu nhận sao, khí cùng vật chất tối từ các thiên hà khác. Trong lịch sử đã biết, Ngân Hà còn tương tác với thiên hà lùn Sagittarius và từng hấp thụ hệ Gaia-Sausage-Enceladus khoảng 10 tỷ năm trước. Dữ liệu mới cho thấy một vụ va chạm lớn còn cổ hơn đã diễn ra trước các sự kiện đó.  Để tìm dấu vết, nhóm nghiên cứu tập trung vào các cụm sao cầu ở vùng trong của Ngân Hà. Đây là những tập hợp dày đặc có thể chứa từ hàng chục nghìn đến hàng triệu ngôi sao và nhiều cụm sở hữu những ngôi sao rất già. Vì các cụm có thể được mang vào Ngân Hà khi một thiên hà nhỏ bị hấp thụ, chúng hoạt động như những “mẫu vật địa chất” của vũ trụ, lưu lại dấu hiệu về nơi chúng hình thành từ hàng tỷ năm trước.  Tuổi Và Độ Kim Loại Giúp Phân Biệt Các Quần Thể Sao  Nhóm nghiên cứu dùng ảnh Hubble để xác định tuổi và metallicity, tức mức phong phú của những nguyên tố nặng hơn heli, trong các cụm sao. Khi ghép dữ liệu này với phép đo từ sứ mệnh Gaia của Cơ quan Vũ trụ châu Âu, họ nhận ra một nhóm cụm có đặc điểm khác với cả các cụm sinh ra trong Ngân Hà trẻ lẫn nhóm được đưa vào từ Gaia-Sausage-Enceladus.  Tuổi cho biết cụm hình thành vào giai đoạn nào, còn thành phần hóa học cung cấp thêm manh mối về môi trường nơi sao được tạo ra. Hai cụm cùng rất cổ vẫn có thể mang “chữ ký hóa học” khác nhau nếu chúng ra đời trong hai thiên hà có lịch sử tạo sao khác nhau. Khi nhiều cụm cùng tạo thành một quần thể riêng, nhà khoa học có cơ sở kiểm tra giả thuyết rằng chúng từng thuộc về cùng một thiên hà lùn đã bị Ngân Hà hấp thụ.    Ngân hà với vẻ đẹp bí ẩn diệu kỳ (Ảnh: Pixnio)  Nhóm Nghiên Cứu Đã Xem 39 Cụm Sao Ở Vùng Trong  NASA cho biết nhóm phân tích 39 cụm sao cầu trong khoảng 20.000 năm ánh sáng tính từ vùng trung tâm Ngân Hà, nơi dấu vết của các vụ sáp nhập cổ có khả năng được giữ lại. Kết quả cho thấy một quần thể thứ ba có tuổi già hơn nhóm gắn với Gaia-Sausage-Enceladus nhưng trẻ hơn những cụm được hình thành trong Ngân Hà. Mẫu hình này dẫn nhóm tới kết luận rằng các cụm thuộc về một hệ bên ngoài khác. Thiên hà lùn được suy ra từ dữ liệu có khối lượng sao vào khoảng 500 triệu lần khối lượng Mặt Trời. Con số đó cho thấy LKH là thành phần đáng kể so với Ngân Hà ở thời điểm rất sớm. NASA nhận định một vụ sáp nhập lớn trong giai đoạn này có thể tạo ảnh hưởng sâu tới cách Ngân Hà phát triển về sau.  Phát Hiện LKH Thay Đổi Cách Hiểu Về Ngân Hà Thời Sơ Khai  Trước đây, một số nghiên cứu cho rằng giai đoạn đầu của Ngân Hà được định hình chủ yếu bởi những ngôi sao sinh ra bên trong chính thiên hà trẻ. Dữ liệu LKH bổ sung một mảnh ghép khác: sao hình thành ở các thiên hà bên ngoài cũng phải được tính tới khi dựng lại lịch sử ban đầu. Điều này phù hợp với bức tranh vũ trụ phân cấp, nơi các thiên hà lớn dần bằng cách ghép thêm những cấu trúc nhỏ hơn qua thời gian. Phát hiện cũng cho thấy khái niệm “Ngân Hà của chúng ta” phức tạp hơn một vật thể tách biệt phát triển đơn tuyến. Một phần các ngôi sao hiện ở cùng thiên hà có thể bắt đầu cuộc đời trong những hệ khác, sau đó được đưa vào bởi tương tác hấp dẫn. Vì vậy, nghiên cứu Ngân Hà thời sơ khai cũng là nghiên cứu về nhiều thiên hà đã biến mất nhưng để lại dấu vết trong cấu trúc hiện tại.  LKH Đưa Dòng Thời Gian Sáp Nhập Lùi Sâu Hơn  NASA cho biết bằng chứng mới mở rộng lịch sử sáp nhập có thể xác định của Ngân Hà thêm khoảng 1,8 tỷ năm. Sự kiện LKH xảy ra khoảng 11,8 tỷ năm trước, trong khi Gaia-Sausage-Enceladus diễn ra khoảng 10 tỷ năm trước và tương tác với Sagittarius bắt đầu muộn hơn nhiều. Dòng thời gian dài hơn giúp nhà khoa học kiểm tra mô hình máy tính về quá trình hình thành thiên hà. Nếu mô hình dự đoán Ngân Hà thời trẻ phải trải qua các vụ ghép thiên hà ở thời điểm cụ thể, dữ liệu cụm sao có thể dùng để kiểm tra dự đoán đó. Khi quan sát không khớp, mô hình cần được điều chỉnh về tốc độ tạo sao, khối lượng hoặc lịch sử động lực học.    Vẻ đẹp huyền diệu của dải ngân hà (Ảnh: Pixnio)  Hubble Và Gaia Bổ Sung Cho Nhau  Hubble mang lại ảnh sâu và độ phân giải cao, cho phép nhóm nghiên cứu đo tuổi cùng thành phần của các cụm sao với độ chính xác lớn. Gaia lại cung cấp dữ liệu chuyển động và vị trí của lượng lớn sao, hỗ trợ việc hiểu quỹ đạo và nguồn gốc động lực học. Khi hai loại dữ liệu được ghép lại, nhà khoa học có thêm cả “hóa học” lẫn “chuyển động” để phân biệt các quần thể. Cách phối hợp này cho thấy kính thiên văn cũ vẫn có thể tạo ra phát hiện mới khi dữ liệu được kết hợp với sứ mệnh khác và phương pháp phân tích hiện đại. NASA cho biết nhóm sẽ tiếp tục quan sát các cụm sao chưa được nghiên cứu kỹ nhằm đặc trưng thêm những vụ sáp nhập lớn trong lịch sử Ngân Hà.  Phát hiện LKH cho thấy Hubble giải mã lịch sử Ngân Hà bằng phương pháp gần với khảo cổ học hơn quan sát thông thường. Từ tuổi, thành phần hóa học và chuyển động của các cụm sao cầu, nhóm nghiên cứu dựng lại bằng chứng về một thiên hà lùn có khối lượng sao khoảng 500 triệu lần Mặt Trời từng sáp nhập với Ngân Hà khoảng 11,8 tỷ năm trước. Kết quả không chỉ thêm một tên mới vào dòng thời gian thiên văn. Nó củng cố ý tưởng rằng Ngân Hà được tạo nên từ nhiều nguồn vật chất và rằng một phần những ngôi sao quanh chúng ta có nguồn gốc từ các thiên hà đã biến mất. Với vụ sáp nhập LKH, lịch sử “ngôi nhà vũ trụ” của con người vừa được mở thêm một chương cổ hơn.

Kính viễn vọng không gian Hubble (NASA/ESA) vừa tìm thấy bằng chứng quyết định về một vụ sáp nhập thiên hà cổ xưa diễn ra ở giai đoạn sơ khai của Dải Ngân hà (Ảnh: Nắng Mới)

Cụm Sao Cầu Trở Thành Hồ Sơ Khảo Cổ Của Ngân Hà

Ngân Hà ngày nay là một thiên hà xoắn ốc khổng lồ với hàng trăm tỷ ngôi sao, nhưng nó không sinh ra trong hình dạng hiện tại. NASA giải thích rằng thiên hà của chúng ta lớn lên qua nhiều cơ chế, gồm hình thành sao từ khí và thu nhận sao, khí cùng vật chất tối từ các thiên hà khác. Trong lịch sử đã biết, Ngân Hà còn tương tác với thiên hà lùn Sagittarius và từng hấp thụ hệ Gaia-Sausage-Enceladus khoảng 10 tỷ năm trước. Dữ liệu mới cho thấy một vụ va chạm lớn còn cổ hơn đã diễn ra trước các sự kiện đó.

Để tìm dấu vết, nhóm nghiên cứu tập trung vào các cụm sao cầu ở vùng trong của Ngân Hà. Đây là những tập hợp dày đặc có thể chứa từ hàng chục nghìn đến hàng triệu ngôi sao và nhiều cụm sở hữu những ngôi sao rất già. Vì các cụm có thể được mang vào Ngân Hà khi một thiên hà nhỏ bị hấp thụ, chúng hoạt động như những “mẫu vật địa chất” của vũ trụ, lưu lại dấu hiệu về nơi chúng hình thành từ hàng tỷ năm trước.

Tuổi Và Độ Kim Loại Giúp Phân Biệt Các Quần Thể Sao

Nhóm nghiên cứu dùng ảnh Hubble để xác định tuổi và metallicity, tức mức phong phú của những nguyên tố nặng hơn heli, trong các cụm sao. Khi ghép dữ liệu này với phép đo từ sứ mệnh Gaia của Cơ quan Vũ trụ châu Âu, họ nhận ra một nhóm cụm có đặc điểm khác với cả các cụm sinh ra trong Ngân Hà trẻ lẫn nhóm được đưa vào từ Gaia-Sausage-Enceladus.

Tuổi cho biết cụm hình thành vào giai đoạn nào, còn thành phần hóa học cung cấp thêm manh mối về môi trường nơi sao được tạo ra. Hai cụm cùng rất cổ vẫn có thể mang “chữ ký hóa học” khác nhau nếu chúng ra đời trong hai thiên hà có lịch sử tạo sao khác nhau. Khi nhiều cụm cùng tạo thành một quần thể riêng, nhà khoa học có cơ sở kiểm tra giả thuyết rằng chúng từng thuộc về cùng một thiên hà lùn đã bị Ngân Hà hấp thụ.

Ngân hà với vẻ đẹp bí ẩn diệu kỳ (Ảnh: Pixnio)

Nhóm Nghiên Cứu Đã Xem 39 Cụm Sao Ở Vùng Trong

NASA cho biết nhóm phân tích 39 cụm sao cầu trong khoảng 20.000 năm ánh sáng tính từ vùng trung tâm Ngân Hà, nơi dấu vết của các vụ sáp nhập cổ có khả năng được giữ lại. Kết quả cho thấy một quần thể thứ ba có tuổi già hơn nhóm gắn với Gaia-Sausage-Enceladus nhưng trẻ hơn những cụm được hình thành trong Ngân Hà. Mẫu hình này dẫn nhóm tới kết luận rằng các cụm thuộc về một hệ bên ngoài khác. Thiên hà lùn được suy ra từ dữ liệu có khối lượng sao vào khoảng 500 triệu lần khối lượng Mặt Trời. Con số đó cho thấy LKH là thành phần đáng kể so với Ngân Hà ở thời điểm rất sớm. NASA nhận định một vụ sáp nhập lớn trong giai đoạn này có thể tạo ảnh hưởng sâu tới cách Ngân Hà phát triển về sau.

Phát Hiện LKH Thay Đổi Cách Hiểu Về Ngân Hà Thời Sơ Khai

Trước đây, một số nghiên cứu cho rằng giai đoạn đầu của Ngân Hà được định hình chủ yếu bởi những ngôi sao sinh ra bên trong chính thiên hà trẻ. Dữ liệu LKH bổ sung một mảnh ghép khác: sao hình thành ở các thiên hà bên ngoài cũng phải được tính tới khi dựng lại lịch sử ban đầu. Điều này phù hợp với bức tranh vũ trụ phân cấp, nơi các thiên hà lớn dần bằng cách ghép thêm những cấu trúc nhỏ hơn qua thời gian. Phát hiện cũng cho thấy khái niệm “Ngân Hà của chúng ta” phức tạp hơn một vật thể tách biệt phát triển đơn tuyến. Một phần các ngôi sao hiện ở cùng thiên hà có thể bắt đầu cuộc đời trong những hệ khác, sau đó được đưa vào bởi tương tác hấp dẫn. Vì vậy, nghiên cứu Ngân Hà thời sơ khai cũng là nghiên cứu về nhiều thiên hà đã biến mất nhưng để lại dấu vết trong cấu trúc hiện tại.

LKH Đưa Dòng Thời Gian Sáp Nhập Lùi Sâu Hơn

NASA cho biết bằng chứng mới mở rộng lịch sử sáp nhập có thể xác định của Ngân Hà thêm khoảng 1,8 tỷ năm. Sự kiện LKH xảy ra khoảng 11,8 tỷ năm trước, trong khi Gaia-Sausage-Enceladus diễn ra khoảng 10 tỷ năm trước và tương tác với Sagittarius bắt đầu muộn hơn nhiều. Dòng thời gian dài hơn giúp nhà khoa học kiểm tra mô hình máy tính về quá trình hình thành thiên hà. Nếu mô hình dự đoán Ngân Hà thời trẻ phải trải qua các vụ ghép thiên hà ở thời điểm cụ thể, dữ liệu cụm sao có thể dùng để kiểm tra dự đoán đó. Khi quan sát không khớp, mô hình cần được điều chỉnh về tốc độ tạo sao, khối lượng hoặc lịch sử động lực học.

Vẻ đẹp huyền diệu của dải ngân hà (Ảnh: Pixnio)

Hubble Và Gaia Bổ Sung Cho Nhau

Hubble mang lại ảnh sâu và độ phân giải cao, cho phép nhóm nghiên cứu đo tuổi cùng thành phần của các cụm sao với độ chính xác lớn. Gaia lại cung cấp dữ liệu chuyển động và vị trí của lượng lớn sao, hỗ trợ việc hiểu quỹ đạo và nguồn gốc động lực học. Khi hai loại dữ liệu được ghép lại, nhà khoa học có thêm cả “hóa học” lẫn “chuyển động” để phân biệt các quần thể. Cách phối hợp này cho thấy kính thiên văn cũ vẫn có thể tạo ra phát hiện mới khi dữ liệu được kết hợp với sứ mệnh khác và phương pháp phân tích hiện đại. NASA cho biết nhóm sẽ tiếp tục quan sát các cụm sao chưa được nghiên cứu kỹ nhằm đặc trưng thêm những vụ sáp nhập lớn trong lịch sử Ngân Hà.

Phát hiện LKH cho thấy Hubble giải mã lịch sử Ngân Hà bằng phương pháp gần với khảo cổ học hơn quan sát thông thường. Từ tuổi, thành phần hóa học và chuyển động của các cụm sao cầu, nhóm nghiên cứu dựng lại bằng chứng về một thiên hà lùn có khối lượng sao khoảng 500 triệu lần Mặt Trời từng sáp nhập với Ngân Hà khoảng 11,8 tỷ năm trước. Kết quả không chỉ thêm một tên mới vào dòng thời gian thiên văn. Nó củng cố ý tưởng rằng Ngân Hà được tạo nên từ nhiều nguồn vật chất và rằng một phần những ngôi sao quanh chúng ta có nguồn gốc từ các thiên hà đã biến mất. Với vụ sáp nhập LKH, lịch sử “ngôi nhà vũ trụ” của con người vừa được mở thêm một chương cổ hơn.