Bí ẩn đằng sau sự sống sót của thiên hà nhỏ nhất từng thấy trong vũ trụ

Thiên hà này, được gọi là Andromeda XXXV và các thiên hà đồng hành của nó quay quanh thiên hà láng giềng của chúng ta – Andromeda, có thể thay đổi cách chúng ta nghĩ về quá trình tiến hóa của vũ trụ.

Đó là bởi các thiên hà lùn nhỏ bé như vậy đáng lẽ phải bị phá hủy trong điều kiện nóng và đặc của vũ trụ thuở sơ khai. Tuy nhiên, bằng cách nào đó, thiên hà nhỏ bé này vẫn tồn tại mà không bị thiêu đốt.

Thiên hà mới được phát hiện, Andromeda XXXV, được nhìn thấy bên trong hình elip màu trắng. – Ảnh: CFHT/MegaCam/PAndAS.

“Đây là những thiên hà vẫn hoạt động với đầy đủ chức năng nhưng chúng chỉ bằng một phần triệu kích thước của Dải Ngân hà. Giống như một con người vẫn hoạt động hoàn hảo với kích thước chỉ bằng một hạt gạo”, thành viên nhóm nghiên cứu đồng thời là Giáo sư Đại học Michigan – ông Eric Bell cho hay.

Bản thân các thiên hà lùn không phải điều gì quá mới mẻ với các nhà khoa học. Tuy nhiên, có rất nhiều điều về thiên hà lùn mà các nhà khoa học chưa biết. Nguyên nhân là vì chúng nhỏ hơn nên mờ hơn nhiều so với các thiên hà lớn, do đó khó có thể phát hiện và nghiên cứu chúng khi ở khoảng cách xa.

Mặc dù các nhà thiên văn học đã có thể xác định được nhiều thiên hà lùn trên quỹ đạo quanh Dải Ngân Hà nhưng việc xác định các thiên hà lùn xung quanh các thiên hà láng giềng của chúng ta vẫn vô cùng khó khăn. Điều này có nghĩa là các thiên hà lùn của Dải Ngân Hà là nguồn thông tin duy nhất của chúng ta về các thiên hà vệ tinh nhỏ.

Nhiệm vụ này ít thách thức hơn khi chúng ta nghiên cứu thiên hà lớn gần Dải Ngân Hà nhất, đó là thiên hà Andromeda. Andromeda XXXV không chỉ là thiên hà vệ tinh của Andromeda mà kích thước nhỏ bé của nó có thể thay đổi các lý thuyết về cách các thiên hà tiến hóa.

Một trong những khía cạnh chính của quá trình tiến hóa thiên hà là thời gian hình thành sao của chúng kéo dài bao lâu. Đây dường như là sự khác biệt chính giữa các thiên hà lùn của Dải Ngân Hà và các thiên hà vệ tinh nhỏ hơn của Andromeda.

“Hầu hết các vệ tinh của Dải Ngân Hà đều có quần thể sao rất cổ xưa. Chúng đã ngừng hình thành sao cách đây khoảng 10 tỷ năm”, Trưởng nhóm nghiên cứu Marcos Arias, một nhà thiên văn học tại Đại học Michigan cho hay.

Sự hình thành sao đòi hỏi nguồn cung khí và bụi ổn định. Khi khí đó biến mất, quá trình hình thành sao dừng lại và thiên hà sẽ “chết”.

Do đó, nhà khoa học Bell mô tả tình hình xung quanh các thiên hà nhỏ này là một “bí ẩn hóc búa”. Liệu quá trình hình thành sao kết thúc khi nguồn cung khí của các thiên hà lùn tự cạn kiệt hay khi các khí này bị lực hấp dẫn của một thiên hà lớn lấy đi?

Trong trường hợp của Dải Ngân Hà, có vẻ như khí để hình thành sao tự cạn kiệt. Tuy nhiên, đối với các thiên hà nhỏ hơn xung quanh Andromeda, có vẻ như chúng đã bị “giết” bởi thiên hà mẹ của mình.

Điều thậm chí còn kỳ lạ hơn là thời kỳ hình thành sao kéo dài của Andromeda XXXV. Để hiểu lý do tại sao, chúng ta cần phải quay ngược thời gian trở về thời điểm những thiên hà đầu tiên ra đời.

Kỷ nguyên đầu tiên của vũ trụ được đánh dấu bằng các điều kiện cực kỳ nóng và đặc. Giai đoạn này, bắt đầu từ vụ nổ Big Bang, tiếp tục rồi vũ trụ giãn ra và nguội đi. Điều này cho phép các nguyên tử hydro đầu tiên hình thành, sinh ra những ngôi sao đầu tiên và hình thành nên các thiên hà đầu tiên.

Những ngôi sao và thiên hà này đã phát ra năng lượng giống như những lỗ đen đầu tiên làm nóng lại vũ trụ. Điều này báo hiệu cái chết của các thiên hà rất nhỏ và các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng nhiệt này đã “làm chín” khí cần thiết cho sự hình thành sao.

Tuy nhiên, bằng cách nào đó, Andromeda XXXV vẫn sống sót.

“Chúng tôi nghĩ rằng về cơ bản tất cả chúng sẽ bị ‘chiên’ ngập vì toàn bộ vũ trụ đã biến thành một thùng dầu sôi”, nhà khoa học Bell nói. Theo ông: “Chúng tôi nghĩ rằng nó sẽ mất hoàn toàn khí, nhưng rõ ràng điều đó không xảy ra vì nó có khối lượng chỉ bằng khoảng 20.000 khối lượng Mặt trời nhưng vẫn hình thành sao trong vài tỷ năm nữa”.

Làm thế nào Andromeda XXXV không bị “chiên” trong “chảo dầu sôi” vũ trụ vẫn còn là một bí ẩn.

“Tôi không có câu trả lời. Sự thật là vũ trụ đã nóng lên và chúng ta chỉ đang tìm hiểu những kết quả phức tạp hơn chúng ta nghĩ”, ông Bell nói.

NASA và các cơ quan vũ trụ khác đang lập kế hoạch cho các sứ mệnh có thể khám phá thêm các thiên hà lùn xung quanh các thiên hà lớn khác và giúp giải quyết bí ẩn này.

“Chúng ta vẫn còn nhiều điều phải khám phá”, Trưởng nhóm nghiên cứu Arias nói. Ông cho rằng: “Có rất nhiều điều chúng ta vẫn cần phải tìm hiểu, thậm chí là về những gì ở gần chúng ta, về sự hình thành, tiến hóa và cấu trúc thiên hà, trước khi chúng ta có thể lội ngược dòng lịch sử của vũ trụ và hiểu được cách chúng ta đến được nơi chúng ta đang ở ngày hôm nay”.

Theo vov.vn