Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Trong một nghiên cứu mang tính bước ngoặt, các nhà khoa học sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA đã lập bản đồ về vầng hào quang khí khổng lồ bao quanh thiên hà Andromeda, hàng xóm thiên hà lớn gần nhất của chúng ta.
Trong một nghiên cứu mang tính bước ngoặt, các nhà khoa học sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA đã lập bản đồ về lớp khí bao la, được gọi là vầng hào quang, bao quanh thiên hà Andromeda, hàng xóm thiên hà lớn gần nhất của chúng ta. Các nhà khoa học đã rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng vầng hào quang khuếch tán mỏng manh, gần như vô hình này kéo dài 1,3 triệu năm ánh sáng từ thiên hà – khoảng một nửa so với Dải Ngân hà của chúng ta – và xa tới 2 triệu năm ánh sáng theo một số hướng. Điều này có nghĩa là vầng hào quang của Andromeda đã va vào vầng hào quang của thiên hà chúng ta.
Họ cũng phát hiện ra rằng vầng hào quang có cấu trúc phân lớp, với hai lớp vỏ khí chính lồng vào nhau và khác biệt. Đây là nghiên cứu toàn diện nhất về vầng hào quang bao quanh một thiên hà.
Đồng điều tra viên Samantha Berek thuộc Đại học Yale ở New Haven, Connecticut giải thích: “Hiểu được những quầng khí khổng lồ xung quanh các thiên hà là vô cùng quan trọng. Hồ chứa khí này chứa nhiên liệu cho sự hình thành sao trong tương lai trong thiên hà, cũng như dòng chảy ra từ các sự kiện như siêu tân tinh. Nó chứa đầy manh mối về quá trình tiến hóa trong quá khứ và tương lai của thiên hà, và cuối cùng chúng tôi có thể nghiên cứu nó một cách tuyệt vời chi tiết trong thiên hà láng giềng gần nhất của chúng ta. “
Trưởng nhóm nghiên cứu Nicolas Lehner thuộc Đại học Notre Dame ở Indiana giải thích: “Chúng tôi nhận thấy lớp vỏ bên trong kéo dài tới nửa triệu năm ánh sáng phức tạp và năng động hơn nhiều. Lớp vỏ bên ngoài mịn hơn và nóng hơn. Sự khác biệt này có thể là kết quả từ tác động của hoạt động siêu tân tinh trong đĩa thiên hà ảnh hưởng trực tiếp hơn đến quầng bên trong.”
Dấu hiệu của hoạt động này là việc nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một lượng lớn các nguyên tố nặng trong quầng khí của Andromeda. Các phần tử nặng hơn được nấu chín trong phần bên trong của các ngôi sao và sau đó được phóng ra ngoài không gian – đôi khi dữ dội như một ngôi sao chết. Vầng hào quang sau đó bị ô nhiễm bởi vật liệu này từ các vụ nổ sao.
Thiên hà Andromeda, còn được gọi là M31, là một xoắn ốc hùng vĩ có lẽ lên tới 1 nghìn tỷ ngôi sao và có kích thước tương đương với Dải Ngân hà của chúng ta. Ở khoảng cách 2,5 triệu năm ánh sáng, nó gần chúng ta đến mức thiên hà xuất hiện như một vệt sáng hình điếu xì gà trên bầu trời mùa thu. Nếu có thể nhìn thấy quầng khí của nó bằng mắt thường, nó sẽ có chiều rộng gấp ba lần chiều rộng của chòm sao Bắc Đẩu. Đây dễ dàng là đặc điểm lớn nhất trên bầu trời ban đêm.
Thông qua một chương trình có tên Dự án AMIGA (Bản đồ hấp thụ khí ion hóa ở Andromeda), nghiên cứu đã kiểm tra ánh sáng từ 43 chuẩn tinh – những lõi rất xa, rực rỡ của các thiên hà hoạt động được cung cấp bởi lỗ đen – nằm xa hơn Andromeda. Các chuẩn tinh nằm rải rác sau vầng hào quang, cho phép các nhà khoa học thăm dò nhiều vùng. Nhìn qua vầng hào quang ánh sáng của các chuẩn tinh, nhóm nghiên cứu đã quan sát cách ánh sáng này được hấp thụ bởi vầng hào quang Tiên nữ và sự hấp thụ đó thay đổi như thế nào ở các vùng khác nhau. Vầng hào quang Andromeda bao la được tạo ra từ khí rất được lọc và ion hóa, không phát ra bức xạ có thể dễ dàng phát hiện được. Do đó, theo dõi sự hấp thụ ánh sáng từ nguồn nền là một cách tốt hơn để thăm dò vật liệu này.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng khả năng độc đáo của Máy quang phổ Nguồn gốc Vũ trụ (COS) của Hubble để nghiên cứu tia cực tím từ các chuẩn tinh. Tia cực tím bị hấp thụ bởi bầu khí quyển của Trái đất, khiến chúng ta không thể quan sát bằng kính thiên văn trên mặt đất. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng COS để phát hiện khí bị ion hóa từ carbon, silicon và oxy. Một nguyên tử trở nên ion hóa khi bức xạ tách một hoặc nhiều electron khỏi nó.
Quầng sáng của Andromeda đã được nhóm của Lehner thăm dò trước đó. Vào năm 2015, họ phát hiện ra rằng quầng Andromeda rất lớn và khổng lồ. Nhưng có một chút gợi ý về sự phức tạp của nó; bây giờ, nó được lập bản đồ chi tiết hơn, dẫn đến kích thước và khối lượng của nó được xác định chính xác hơn nhiều.
“Trước đây, có rất ít thông tin – chỉ có sáu chuẩn tinh – trong vòng 1 triệu năm ánh sáng của thiên hà. Chương trình mới này cung cấp nhiều thông tin hơn về vùng bên trong của vầng hào quang Andromeda”, đồng điều tra viên J. Christopher Howk cũng của Notre Dame giải thích. “Việc thăm dò khí trong bán kính này rất quan trọng, vì nó đại diện cho một khối ảnh hưởng của quả cầu hấp dẫn đối với Andromeda.”
Vì chúng ta sống bên trong Dải Ngân hà nên các nhà khoa học không thể dễ dàng giải thích được dấu hiệu của vầng hào quang thiên hà của chúng ta. Tuy nhiên, họ tin rằng quầng sáng của Andromeda (Tiên nữ) và Dải Ngân hà phải rất giống nhau vì hai thiên hà này khá giống nhau. Hai thiên hà đang trong quá trình va chạm và sẽ hợp nhất để tạo thành một thiên hà hình elip khổng lồ bắt đầu khoảng 4 tỷ năm kể từ bây giờ.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu quầng sáng thể khí của những thiên hà xa hơn, nhưng những thiên hà đó nhỏ hơn nhiều trên bầu trời, có nghĩa là số lượng chuẩn tinh nền đủ sáng để thăm dò quầng sáng của chúng thường chỉ là một trên mỗi thiên hà. Thông tin không gian do đó về cơ bản bị mất. Với vị trí gần Trái đất, vầng hào quang khí của Andromeda lấp ló trên bầu trời, cho phép lấy mẫu rộng hơn nhiều.
Lehner giải thích: “Đây thực sự là một thử nghiệm độc đáo bởi vì chỉ với Andromeda, chúng ta mới có thông tin về vầng hào quang của nó dọc theo không chỉ một hoặc hai đường ngắm mà trên 40 đường. Đây là bước đột phá để nắm bắt sự phức tạp của một vầng hào quang thiên hà nằm ngoài Dải Ngân hà của chúng ta.”
Trên thực tế, Andromeda là thiên hà duy nhất trong vũ trụ mà thí nghiệm này có thể được thực hiện ngay bây giờ và chỉ với Hubble. Chỉ với kính viễn vọng không gian tương lai nhạy cảm với tia cực tím, các nhà khoa học mới có thể thường xuyên thực hiện loại thí nghiệm này ngoài khoảng 30 thiên hà bao gồm Nhóm Địa phương.
Lehner cho biết: “Dự án AMIGA cũng đã cho chúng tôi một cái nhìn về tương lai”.
Phát hiện của nhóm nghiên cứu xuất hiện trong ấn bản ngày 28 tháng 8 của Tạp chí Vật lý Thiên văn (Astrophysical Journal).
Kính viễn vọng Không gian Hubble là dự án hợp tác quốc tế giữa NASA và ESA (Cơ quan Vũ trụ Châu Âu). Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, quản lý kính thiên văn. Viện Khoa học quản lý Kính viễn vọng Không gian (STScI) ở Baltimore tiến hành các hoạt động khoa học trên Hubble. STScI được điều hành cho NASA bởi Hiệp hội các trường đại học nghiên cứu thiên văn học, ở Washington, DC
Nguồn truyện:
Tài liệu do NASA / Trung tâm bay vũ trụ Goddard cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Đa phương tiện liên quan :
Tham khảo Tạp chí :