Một thiên hà mới lớn bằng dải ngân hà được tạo nên từ vật chất tối

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng việc tìm kiếm một thiên hà được tạo nên chủ yếu từ vật chất tối không phải là điều mới; các thiên hà lùn, siêu tối mờ cũng có kết cấu tương tự. Nhưng những thiên hà lùn đó nhẹ hơn Dragonfly 44 khoảng 10.000 lần.


Các nhà nghiên cứu cho biết, vận tốc của các ngôi sao là một chỉ số cho biết khối lượng của thiên hà này. Các ngôi sao di chuyển càng nhanh,thiên hà có khối lượng càng lớn.

Hình ảnh thiên hà tối Dragonfly 44. Bên trái là ảnh chụp từ Dự án nghiên cứu Sloan Digital Sky Survey (SDSS) cho thấy một vệt lờ mờ. Bên phải là ảnh của kính thiên văn Gemini, phát hiện thấy một vật thể dài và lớn. Hình ảnh của Dragonfly 44 rất mờ nhạt khi xét tới khối lượng của nó và nó chứa gần như hoàn toàn là vật chất tối. (Nguồn: Pieter van Dokkum, Roberto Abraham, Gemini, Sloan Digital Sky Survey)

Nhờ những kính thiên văn mạnh nhất thế giới, một nhóm các nhà thiên văn học đã tìm thấy một thiên hà khổng lồ mà bao gồm gần như hoàn toàn là vật chất tối.

Đó là thiên hà Dragonfly 44, một thiên hà nằm trong chòm sao Coma và đã được chú ý vào năm ngoái nhờ thành phần cấu tạo khác thường của nó: Một ‘đốm màu’ khuếch tán có kích thước cỡ như Dải Ngân hà, nhưng có số ngôi sao ít hơn rất nhiều.

“Ngay sau phát hiện này, chúng tôi nhận thấy thiên hà này có nhiều điều bí ẩn hơn những gì được trông thấy. Nó có quá ít ngôi sao đến nỗi nó có thể nhanh chóng bị xé toạc ra, trừ khi có một cái gì đó đã giữ nó lại với nhau”, nhà thiên văn Pieter van Dokkum của Đại học Yale, tác giả chính của nghiên cứu này (đã được đăng trên tạp chí Astrophysical Journal Letters) cho biết.

Nhóm nghiên cứu của Van Dokkum đã có quan sát khá tốt về Dragonfly 44 nhờ đài thiên văn W.M. Keck và kính thiên văn Gemini North, đều ở Hawaii. Các nhà thiên văn đã sử dụng các quan sát từ đài Keck, liên tục sáu đêm, để đo vận tốc của các ngôi sao trong thiên hà này. Còn kính Gemini North (có đường kính 8 mét) được sử dụng để khám phá một vầng hào quang của cụm hình cầu các ngôi sao xung quanh lõi của thiên hà này, giống như vầng hào quang bao quanh Dải Ngân Hà của chúng ta.

Các nhà nghiên cứu cho biết, vận tốc của các ngôi sao là một chỉ số cho biết khối lượng của thiên hà này. Các ngôi sao di chuyển càng nhanh,thiên hà có khối lượng càng lớn.

“Thật ngạc nhiên, các ngôi sao di chuyển với những vận tốc lớn hơn rất nhiều so với vận tốc dự kiến của một thiên hà tối mờ như vậy. Điều đó có nghĩa là phần khối lượng vô hình của Dragonfly 44 là rất lớn”, đồng tác giả, Roberto Abraham của Đại học Toronto, cho biết.

Ban đầu, các nhà khoa học phát hiện ra Dragonfly 44 nhờ kính thiên văn Dragonfly Telephoto Array, chiếc kính được phát minh và chế tạo bởi Pieter van Dokkum và Abraham.

Khối lượng của Dragonfly 44 được ước tính vào khoảng 1 nghìn tỷ lần khối lượng Mặt Trời, tương đương với khối lượng của Dải Ngân Hà. Tuy nhiên, chỉ có 0,01% khối lượng đó nằm ở dạng những ngôi sao và vật chất “thông thường”, 99,99% còn lại nằm ở dạng vật chất tối – một loại vật chất giả thuyết vẫn chưa được khám phá nhưng có thể chiếm hơn 90% vật chất của vũ trụ.

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng việc tìm kiếm một thiên hà được tạo nên chủ yếu từ vật chất tối không phải là điều mới; các thiên hà lùn, siêu tối mờ cũng có kết cấu tương tự. Nhưng những thiên hà lùn đó nhẹ hơn Dragonfly 44 khoảng 10.000 lần.

“Chúng tôi không biết làm thế nào mà các thiên hà như Dragonfly 44 có thể được hình thành”, Abraham nói. “Các dữ liệu từ kính Gemini cho thấy một phần tương đối lớn các ngôi sao nằm ở dạng cụm rất dày đặc, và đó gần như chắc chắn là một đầu mối quan trọng. Nhưng tại thời điểm này chúng tôi chỉ có thể đưa ra phỏng đoán”.

Pieter van Dokkum, giáo sư Thiên văn và Vật lý tại Đại học Yale, nói thêm: “Sau cùng, những gì chúng ta thực sự muốn biết là vật chất tối là gì. Cuộc đua tìm kiếm các thiên hà tối khổng lồ mà thậm chí còn gần chúng ta hơn Dragonfly 44 đã được bắt đầu, vì vậy chúng tôi có thể hi vọng tìm thấy các tín hiệu dù yếu ớt nhưng có thể tiết lộ về một hạt vật chất tối”.

Các đồng tác giả khác của nghiên cứu này gồm có Shany Danieli, Allison Merritt, và Lamiya Mowla của Đại học Yale, Jean Brodie của Đại học Quan trắc California, Charlie Conroy của Đại học Harvard, Aaron Romanowsky của Đại học Bang San Jose, và Jielai Zhang của Đại học Toronto.

Liên Quan Khác

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *