Phát hiện của các nhà thiên văn học ủng hộ giả thuyết về cách thiên hà của chúng ta phát triển.

các dải Ngân Hà Nó thường được mô tả như một đĩa phẳng, quay tròn chứa bụi, khí và các ngôi sao. Nhưng nếu bạn có thể thu nhỏ và chụp một bức ảnh bao quanh, nó thực sự có một đường cong khác biệt – giống như thể bạn đang cố vặn và uốn cong một đĩa vinyl LP.

Mặc dù các nhà khoa học từ lâu đã biết từ dữ liệu quan sát rằng Dải Ngân hà bị biến dạng và các cạnh của nó loe ra như một chiếc váy, nhưng không ai có thể giải thích được tại sao.

Những khám phá của các nhà thiên văn học Harvard

Và bây giờ các nhà thiên văn học Harvard tại Trung tâm Vật lý thiên văn | Harvard và Smithsonian (CFA) đã thực hiện những tính toán đầu tiên giải thích đầy đủ hiện tượng này, với bằng chứng thuyết phục chỉ ra rằng Dải Ngân hà được bao bọc trong một quầng sáng không đều của vật chất tối. Công trình này cũng thúc đẩy tư duy hiện tại về cách thiên hà phát triển và có thể cung cấp manh mối cho một số bí ẩn của vật chất tối.

Đĩa thiên hà của Dải Ngân hà bị xoắn và phát sáng, tương tự như Thiên hà ESO trong hình. Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA đã chụp ảnh thiên hà khác thường này, tiết lộ những chi tiết đáng chú ý về đĩa bị biến dạng, bụi bặm của nó và cho thấy các thiên hà va chạm nhau tạo ra những ngôi sao mới như thế nào. Bụi và nhánh xoắn ốc của các thiên hà xoắn ốc thông thường, giống như Dải Ngân hà của chúng ta, có vẻ phẳng khi nhìn từ rìa. Nguồn hình ảnh: NASA/Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian

Các tính toán mới được dẫn dắt bởi Jiwon Jesse Han, một sinh viên tại Trường Khoa học và Nghệ thuật Griffin trực thuộc CfA. Được đăng trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiênCông trình bao gồm các đồng tác giả Charlie Conroy và Lars Hernquist, cả hai đều là giảng viên tại CfA và Khoa Thiên văn học.

Sao Corona và vật chất tối

Thiên hà của chúng ta nằm trong một đám mây khuếch tán gọi là quầng sao, kéo dài xa hơn vào vũ trụ. Trong công trình đột phá được công bố năm ngoái, nhóm Harvard đã kết luận rằng quầng sáng của sao nghiêng và có hình elip, giống như khí cầu Zeppelin hoặc quả bóng đá.

Theo đó, nhóm nghiên cứu đã tạo ra hình dạng tương tự cho quầng vật chất tối, thực thể lớn hơn bao gồm mọi thứ trong và xung quanh Dải Ngân hà. Vật chất tối chiếm tới 80% khối lượng của thiên hà nhưng nó vô hình vì không tương tác với ánh sáng nên phải suy ra hình dạng của quầng sáng đó. Sử dụng các mô hình để tính toán quỹ đạo của các ngôi sao bên trong quầng vật chất tối nghiêng, hình chữ nhật, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy sự trùng khớp gần như hoàn hảo với các quan sát hiện tại về một thiên hà phát sáng, bị biến dạng.

Di tích và tầm nhìn

Conroy cho biết: “Vầng tối nghiêng thực sự khá phổ biến trong các mô phỏng, nhưng chưa có ai khám phá tác động của nó lên Dải Ngân hà”. “Hóa ra độ nghiêng là một cách tuyệt vời để giải thích kích thước và hướng của đĩa dao động trong thiên hà của chúng ta.”

Các nhà khoa học từ lâu đã tin rằng Dải Ngân hà hình thành do sự va chạm giữa các thiên hà; Công việc của các nhà thiên văn học xác nhận giả thuyết này.

Hahn nói: “Nếu thiên hà tự phát triển, nó sẽ có quầng hình cầu tuyệt đẹp này, chiếc đĩa phẳng tuyệt đẹp này”. “Vì vậy, việc quầng sáng nghiêng và có hình dạng giống quả bóng đá cho thấy thiên hà của chúng ta đã trải qua một sự kiện sáp nhập, nơi hai thiên hà va chạm nhau.”

“Hóa ra độ nghiêng là một cách tuyệt vời để giải thích kích thước và hướng của đĩa dao động trong thiên hà của chúng ta.”
— Charlie Conroy, Khoa Thiên văn học

Những tính toán của họ về hình dạng có thể có của quầng vật chất tối cũng có thể cung cấp manh mối về tính chất và bản chất của chính các hạt vật chất tối, những điều vẫn còn là bí ẩn chưa được giải quyết trong vật lý. Hahn giải thích: “Việc thiên hà không có dạng hình cầu trong dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng có một số giới hạn mà vật chất tối có thể tương tác với chính nó.

Niềm tin vào những kết quả này có thể dẫn đến những phương pháp tốt hơn để nghiên cứu một cách thông minh vật chất tối không thể quan sát được cấu thành phần lớn vũ trụ. Điều này bao gồm những cách mới để ghi lại các dấu hiệu động học của các quầng con tối, vốn là những quầng sáng nhỏ của vật chất tối lang thang khắp thiên hà.

Tham khảo: “Nguồn gốc của quầng tối xiên và ánh sáng của đĩa thiên hà” của Jeon Jesse Han, Charlie Conroy và Lars Hernequist, ngày 14 tháng 9 năm 2023, Thiên văn học thiên nhiên.
doi: 10.1038/s41550-023-02076-9