Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Những quan sát mới nhất của Hubble về thiên hà Sombrero chỉ cho thấy một phần rất nhỏ các ngôi sao già, nghèo kim loại trong quầng sáng, cộng với sự phong phú bất ngờ của các ngôi sao giàu kim loại. Các vụ sáp nhập thiên hà lớn trong quá khứ là một lời giải thích khả dĩ mặc dù Sombrero trang nghiêm cho thấy không có bằng chứng lộn xộn nào về sự hợp nhất gần đây của các thiên hà khổng lồ.
Dữ liệu mới đáng ngạc nhiên từ Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA cho thấy “vành” mịn, ổn định của đĩa thiên hà Sombrero có thể đang che giấu một quá khứ hỗn loạn. Độ sắc nét và độ nhạy của Hubble giải quyết hàng chục ngàn ngôi sao riêng lẻ trong quầng sáng rộng lớn của Sombrero, khu vực nằm ngoài phần trung tâm của thiên hà, thường được tạo thành từ các ngôi sao cũ. Những quan sát mới nhất về Sombrero đang biến lý thuyết thông thường trên đầu chỉ cho thấy một phần rất nhỏ các ngôi sao nghèo, kim loại cũ trong quầng sáng, cộng với sự phong phú bất ngờ của các ngôi sao giàu kim loại thường chỉ tìm thấy trong đĩa thiên hà và trung tâm phình ra. Các vụ sáp nhập thiên hà lớn trong quá khứ là một lời giải thích khả dĩ, mặc dù Sombrero trang nghiêm cho thấy không có bằng chứng lộn xộn nào về sự hợp nhất gần đây của các thiên hà khổng lồ.
“Sombrero luôn là một thiên hà kỳ lạ, đó là điều khiến nó trở nên thú vị”, Paul Goudfrooij thuộc Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STScI), Baltimore, Maryland nói. “Các phép đo kim loại của Hubble (nghĩa là sự phong phú của các nguyên tố nặng trong các ngôi sao) là một dấu hiệu khác cho thấy Sombrero có rất nhiều điều để dạy chúng ta về sự tập hợp và tiến hóa của thiên hà.”
“Các quan sát của Hubble về vầng hào quang của Sombrero đang biến sự hiểu biết chung được chấp nhận của chúng ta về trang điểm thiên hà và tính kim loại trên đầu”, nhà điều tra đồng điều tra Roger Cohen của STScI nói thêm.
Từ lâu đã được các nhà thiên văn học và những người quan sát bầu trời nghiệp dư yêu thích vì vẻ đẹp tươi sáng và cấu trúc tò mò của nó, thiên hà Sombrero (M104) giờ đây đã có một chương mới trong câu chuyện kỳ lạ của nó – một vầng hào quang mở rộng của những ngôi sao giàu kim loại mà hầu như không có dấu hiệu mong đợi các ngôi sao nghèo kim loại đã được quan sát thấy trong các quầng sáng của các thiên hà khác. Các nhà nghiên cứu đánh đố dữ liệu từ Hubble đã chuyển sang các mô hình máy tính tinh vi để đề xuất giải thích cho sự đảo lộn của lý thuyết thiên hà thông thường. Những kết quả đó cho thấy khả năng đáng ngạc nhiên không kém của các vụ sáp nhập lớn trong quá khứ của thiên hà mặc dù cấu trúc hùng vĩ của Sombrero không có bằng chứng về sự gián đoạn gần đây. Những phát hiện bất thường và những lời giải thích có thể được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn .
Sự vắng mặt của những ngôi sao nghèo kim loại là một bất ngờ lớn và sự phong phú của những ngôi sao giàu kim loại chỉ làm tăng thêm sự bí ẩn.
Các nhà thiên văn học vầng hào quang của một thiên hà mong đợi tìm thấy các thế hệ sao trước đó với các nguyên tố ít nặng hơn được gọi là kim loại, so với các thành phố sao đông đúc trong đĩa chính của thiên hà. Các nguyên tố được tạo ra thông qua quá trình “vòng đời” của sao và thiên hà càng có nhiều ngôi sao trải qua chu kỳ này, khí càng giàu nguyên tố và các sao hình thành từ khí đó càng cao. Những ngôi sao có tính kim loại cao, trẻ hơn này thường được tìm thấy trong đĩa chính của thiên hà nơi dân số sao dày đặc hơn – hay còn gọi là sự khôn ngoan thông thường.
Làm phức tạp sự thật là sự hiện diện của nhiều cụm sao hình cầu cũ, nghèo kim loại. Những ngôi sao già, nghèo kim loại này dự kiến cuối cùng sẽ rời khỏi cụm sao của chúng và trở thành một phần của vầng hào quang chung nhưng quá trình đó dường như không hiệu quả trong thiên hà Sombrero. Nhóm nghiên cứu đã so sánh kết quả của họ với các mô phỏng máy tính gần đây để xem đâu là nguồn gốc của các phép đo kim loại bất ngờ như vậy trong vầng hào quang của thiên hà.
Kết quả cũng bất chấp sự mong đợi chỉ ra rằng Sombrero không bị xáo trộn đã trải qua quá trình bồi đắp lớn hoặc sáp nhập các sự kiện hàng tỷ năm trước. Không giống như thiên hà Milky Way của chúng ta, nơi được cho là đã nuốt chửng nhiều thiên hà vệ tinh nhỏ trong những sự kiện được gọi là “nhỏ” trong hàng tỷ năm, một sự bồi đắp lớn là sự hợp nhất của hai hoặc nhiều thiên hà khổng lồ tương tự giàu có ở thế hệ sau , sao kim loại cao hơn.
Các thiên hà vệ tinh chỉ chứa các ngôi sao có tính kim loại thấp mà phần lớn là hydro và heli từ vụ nổ lớn. Các nguyên tố nặng hơn phải được nấu chín trong nội thất sao thông qua quá trình tổng hợp hạt nhân và kết hợp với các ngôi sao thế hệ sau. Quá trình này khá kém hiệu quả trong các thiên hà lùn như những thiên hà xung quanh Dải Ngân hà của chúng ta và hiệu quả hơn trong các thiên hà lớn hơn, tiến hóa hơn.
Kết quả cho Sombrero rất đáng ngạc nhiên vì đĩa trơn của nó không có dấu hiệu bị gián đoạn. Để so sánh, nhiều thiên hà tương tác như các thiên hà Anten mang tính biểu tượng, có được tên của chúng từ sự xuất hiện méo mó của các nhánh xoắn ốc do lực thủy triều tương tác. Sáp nhập các thiên hà khổng lồ tương tự thường kết hợp thành các thiên hà hình elip lớn, mịn với các quầng mở rộng – một quá trình mất hàng tỷ năm. Nhưng Sombrero chưa bao giờ hoàn toàn phù hợp với định nghĩa truyền thống về thiên hà xoắn ốc hoặc hình elip. Nó ở đâu đó ở giữa – một con lai.
Đối với dự án cụ thể này, nhóm đã chọn Sombrero chủ yếu vì hình thái độc đáo của nó. Họ muốn tìm hiểu làm thế nào các thiên hà “lai” như vậy có thể đã hình thành và tập hợp theo thời gian. Các nghiên cứu tiếp theo về phân phối kim loại quầng sẽ được thực hiện với một số thiên hà ở khoảng cách tương tự như của Sombrero.
Nhóm nghiên cứu mong muốn các đài quan sát trong tương lai tiếp tục điều tra các tính chất bất ngờ của Sombrero. Kính thiên văn khảo sát hồng ngoại trường rộng (WFIRST) với trường nhìn 100 lần so với Hubble sẽ có khả năng chụp ảnh liên tục của quầng sáng của thiên hà trong khi thu được nhiều sao hơn trong ánh sáng hồng ngoại. Kính thiên văn không gian James Webb cũng sẽ có giá trị cho độ phân giải giống như Hubble và độ nhạy hồng ngoại sâu hơn.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi NASA / Goddard Space Flight Center . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :