Không gian xung quanh hệ Ngân Hà không trống rỗng mà bao gồm rất nhiều các thiên hà lùn nhỏ bé và mờ nhạt chỉ chứa khoảng 1000 ngôi sao...
Từ những quan sát trước đây, chúng ta biết rằng các thiên hà lùn nhỏ bé thường bị trường hấp dẫn mạnh mẽ của các thiên hà lớn giữ lại.
Trong vòng bán kính 1,4 triệu năm ánh sáng của hệ Ngân Hà, các nhà thiên văn học cho đến nay đã xác định được khoảng 60 thiên hà lùn. Số lượng thiên hà lùn thực tế có thể nhiều hơn vì các thiên hà ẩn mình trong bóng tối vẫn chưa được phát hiện.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết, dựa trên một phân tích dữ liệu mới từ vệ tinh Gaia, hầu hết các thiên hà này thực sự là tương đối mới để trở thành vệ tinh lâu dài quay quanh hệ Ngân Hà.
Trong một bài báo mới do nhà vật lý thiên văn François Hammer của Đài thiên văn Paris ở Pháp dẫn đầu, các nhà nghiên cứu viết: “Chúng tôi đã kết luận rằng do năng lượng cực cao và mômen góc của chúng, hầu hết các thiên hà lùn không thể là vệ tinh tồn tại lâu dài, và nếu chúng có thể được liên kết với hệ Ngân Hà, chúng sẽ đi qua lần đầu tiên, tức là rơi vào trường hấp dẫn của hệ Ngân Hà cách đây chưa đầy 2 tỷ năm”.
-
- Thiên hà lùn trong không gian xung quanh hệ Ngân Hà. (ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0)
Sứ mệnh Gaia là một dự án đang diễn ra nhằm lập bản đồ hệ Ngân Hà với độ chính xác cao nhất, bao gồm vị trí 3 chiều, chuyển động và tốc độ của các ngôi sao và vật thể trong đó.
Sử dụng các phép đo đối với các đặc tính này, Hammer và các đồng nghiệp đã sử dụng dữ liệu của Gaia để tính toán chuyển động của 40 thiên hà lùn bên ngoài hệ Ngân Hà. Sau đó, họ sử dụng các tham số như tốc độ 3 chiều để tính toán năng lượng quỹ đạo và mômen động lượng của mỗi thiên hà.
Các kết quả thực sự hấp dẫn. Chúng cho thấy hầu hết các thiên hà lùn được cho là vệ tinh của hệ Ngân Hà đang di chuyển nhanh hơn rất nhiều so với các vật thể đã biết trong quỹ đạo xung quanh hệ Ngân Hà, chẳng hạn như phần còn lại của một thiên hà lùn Gaia-Enceladus và thiên hà lùn hình cầu Sagittarius.
Trong quá trình lịch sử lâu dài của mình, hệ Ngân Hà đã nhiều lần nuốt chửng các thiên hà khác. Gaia Enceladus đã bị nuốt chửng khoảng 9 tỷ năm trước. Dấu vết của nó vẫn còn trong quần thể các ngôi sao quay xung quanh thiên hà của chúng ta ở mức năng lượng tương đối thấp.
Thiên hà hình cầu lùn Sagittarius hiện đang bị phá hủy bởi lực thủy triều và đang được hợp nhất vào hệ Ngân Hà trong một quá trình bắt đầu cách đây khoảng 4-5 tỷ năm. Những ngôi sao của thiên hà này quay nhanh hơn một chút so với các ngôi sao của Gaia-Enceladus.
Các thiên hà lùn trong nghiên cứu này thậm chí còn di chuyển mạnh mẽ hơn. Điều này có nghĩa là những thiên hà lùn này không thể ở gần hệ Ngân Hà đủ lâu để trường hấp dẫn của thiên hà của chúng ta làm chúng chậm lại, theo nhóm nghiên cứu.
Các nhà nghiên cứu cho biết, khám phá này có thể thay đổi hiểu biết của chúng ta về sự tương tác giữa các thiên hà bình thường và thiên hà lùn, cũng như các đặc tính của thiên hà lùn.
Có thể một số thiên hà lùn sẽ bị giữ lại trong quỹ đạo của hệ Ngân Hà, nhưng việc đó duy trì trong bao lâu là một câu hỏi còn bỏ ngỏ.
Hammer giải thích: “Hệ Ngân Hà là một thiên hà lớn, vì vậy lực thủy triều của nó là khổng lồ, và rất dễ dàng để phá hủy một thiên hà lùn sau một hoặc hai lần nó đi qua”.
Nếu một thiên hà lùn có thể tồn tại lâu hơn, thì phải có thứ gì đó giữ các ngôi sao trong nó lại với nhau, chẳng hạn như nồng độ vật chất tối cao hơn, chất keo vô hình liên kết vũ trụ lại với nhau.
Khả năng các thiên hà lùn có một lượng vật chất tối đáng kinh ngạc đã được gợi ý một cách rõ ràng bởi chuyển động kỳ lạ của các ngôi sao của chúng, điều không thể giải thích bằng sự hiện diện của chỉ vật chất bình thường.
Tuy nhiên, các kết quả mới cho thấy rằng vật chất tối không nhất thiết phải được đưa vào các mô hình của chúng ta về các thiên hà này; nghiên cứu trong tương lai có thể khám phá khả năng liệu chúng có đang bị lực thủy triều hay không, với một tập các thông số rộng hơn để xử lý.
Cũng cần lưu ý rằng kết quả của các nhà nghiên cứu không khác với bài báo năm 2006, trong đó phát hiện ra rằng vận tốc của các Đám mây Magellan Lớn và Nhỏ cao hơn nhiều so với dữ liệu của kính viễn vọng Hubble, cho thấy rằng chúng không phải là vệ tinh của hệ Ngân Hà. Có vẻ như kể từ đó khái niệm về các vệ tinh này đã bị ít nhất một số nhà nghiên cứu bác bỏ.
Tuy nhiên, còn rất nhiều điều chúng ta chưa biết về các vật thể trong và xung quanh hệ Ngân Hà, và chắc chắn Gaia đang thay đổi hiểu biết của chúng ta về góc nhỏ của vũ trụ.
Nghiên cứu được công bố trên Astrophysical Journal.
Văn Thiện
