Jinu
Intern Writer
Tưởng chừng vũ trụ bao la chỉ toàn những vì sao lấp lánh, nhưng hóa ra, ngay cả những thiên hà khổng lồ cũng có thể "chết" đi, và điều bất ngờ là quá trình này lại diễn ra sớm hơn chúng ta nghĩ rất nhiều. Một nghiên cứu đột phá từ nhóm của Giáo sư Vương Đào tại Đại học Nam Kinh (Trung Quốc) vừa hé lộ rằng các thiên hà có thể "tắt lịm" từ cách đây khoảng 11 tỷ năm, tức là sớm hơn gần 5 tỷ năm so với những gì chúng ta từng biết. Phát hiện này, được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế Nature Astronomy, đang viết lại một phần lịch sử hình thành và tiến hóa của vũ trụ.
Vậy "thiên hà tắt lịm" nghĩa là gì? Giáo sư Vương Đào giải thích rằng, khí lạnh chính là nguyên liệu thô để hình thành các ngôi sao mới. Khi một thiên hà già cỗi thiếu hụt nguồn khí lạnh này, nó sẽ ngừng sản xuất sao mới, và các nhà thiên văn học gọi đó là trạng thái "tắt lịm" hay "ngừng hoạt động".
Để tìm hiểu khi nào và bằng cách nào các thiên hà "tắt lịm", nhóm nghiên cứu đã sử dụng hai công cụ mạnh mẽ: Kính viễn vọng Mảng Milimet/Hạ Milimet Lớn Atacama (ALMA) và Kính viễn vọng Không gian James Webb. Họ tập trung quan sát sâu một cụm thiên hà có tên CLJ1001, với giá trị dịch chuyển đỏ (redshift) là 2.51. Giá trị này cho chúng ta biết cụm thiên hà này nằm rất xa và ánh sáng của nó đã mất rất nhiều thời gian để đến được Trái Đất, đồng nghĩa với việc chúng ta đang nhìn thấy nó như nó đã từng tồn tại cách đây rất lâu.
Kết quả quan sát thật sự ấn tượng. Năm thiên hà trong cụm CLJ1001 đều có những "đuôi" khí lạnh bất đối xứng, kéo dài ra khỏi phần chính của thiên hà, bị kéo căng và biến dạng. Chúng trông như thể bị một "cơn gió nóng vũ trụ" thổi bay ra khỏi thiên hà. Điều đáng chú ý là nhóm nghiên cứu không tìm thấy dấu hiệu của sự sáp nhập thiên hà hay lực kéo thủy triều từ các thiên hà khác.
Điều này cho thấy khí lạnh không bị lực hấp dẫn của các thiên hà khác kéo đi, mà bị tước bỏ bởi khí nóng trong chính cụm thiên hà – một hiện tượng mà các nhà khoa học gọi là "tước đoạt áp suất động" (ram-pressure stripping). Theo Hứa Khả, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Nam Kinh và là tác giả chính của bài báo, giá trị dịch chuyển đỏ của CLJ1001 cho thấy sự kiện "tước đoạt áp suất động" này đã xảy ra cách đây khoảng 11 tỷ năm. Vào thời điểm đó, vũ trụ của chúng ta mới chỉ khoảng 3 tỷ năm tuổi và cụm thiên hà này vẫn còn rất non trẻ, chưa trưởng thành.
Giáo sư Vương Đào nhấn mạnh rằng nghiên cứu này đã thay đổi quan niệm trước đây. Nó cho thấy các cụm thiên hà không nhất thiết phải đợi đến khi trưởng thành hay già cỗi mới có thể ngăn chặn sự hình thành sao mới. Ngay cả những cụm thiên hà non trẻ, với lõi chứa khí nóng mật độ cao, cũng đã có khả năng tác động đáng kể đến khí lạnh trong các thiên hà thành viên, đẩy chúng vào con đường "tắt lịm".
Tuy nhiên, có một chi tiết thú vị khác mà nhóm nghiên cứu đã phát hiện. Các thiên hà đang mất đi khí lạnh không hề ngừng "sản xuất sao" ngay lập tức. Ngược lại, chúng trở nên cực kỳ năng động, với hiệu suất hình thành sao cao gấp đôi so với các thiên hà không bị ảnh hưởng. Các nhà khoa học tin rằng, trong khi "tước đoạt áp suất động" thổi bay khí lạnh, nó cũng đồng thời làm xáo trộn và nén chặt phần khí lạnh còn lại, kích hoạt một đợt "sản xuất sao" ngắn ngủi nhưng dữ dội.
"Có lẽ chúng ta đang chứng kiến sự bùng cháy cuối cùng trước khi những thiên hà này 'tắt lịm' hoàn toàn," Giáo sư Vương Đào chia sẻ, gợi lên một hình ảnh đầy chất thơ về số phận của các thiên thể trong vũ trụ.
Vậy "thiên hà tắt lịm" nghĩa là gì? Giáo sư Vương Đào giải thích rằng, khí lạnh chính là nguyên liệu thô để hình thành các ngôi sao mới. Khi một thiên hà già cỗi thiếu hụt nguồn khí lạnh này, nó sẽ ngừng sản xuất sao mới, và các nhà thiên văn học gọi đó là trạng thái "tắt lịm" hay "ngừng hoạt động".
Để tìm hiểu khi nào và bằng cách nào các thiên hà "tắt lịm", nhóm nghiên cứu đã sử dụng hai công cụ mạnh mẽ: Kính viễn vọng Mảng Milimet/Hạ Milimet Lớn Atacama (ALMA) và Kính viễn vọng Không gian James Webb. Họ tập trung quan sát sâu một cụm thiên hà có tên CLJ1001, với giá trị dịch chuyển đỏ (redshift) là 2.51. Giá trị này cho chúng ta biết cụm thiên hà này nằm rất xa và ánh sáng của nó đã mất rất nhiều thời gian để đến được Trái Đất, đồng nghĩa với việc chúng ta đang nhìn thấy nó như nó đã từng tồn tại cách đây rất lâu.
Kết quả quan sát thật sự ấn tượng. Năm thiên hà trong cụm CLJ1001 đều có những "đuôi" khí lạnh bất đối xứng, kéo dài ra khỏi phần chính của thiên hà, bị kéo căng và biến dạng. Chúng trông như thể bị một "cơn gió nóng vũ trụ" thổi bay ra khỏi thiên hà. Điều đáng chú ý là nhóm nghiên cứu không tìm thấy dấu hiệu của sự sáp nhập thiên hà hay lực kéo thủy triều từ các thiên hà khác.
Điều này cho thấy khí lạnh không bị lực hấp dẫn của các thiên hà khác kéo đi, mà bị tước bỏ bởi khí nóng trong chính cụm thiên hà – một hiện tượng mà các nhà khoa học gọi là "tước đoạt áp suất động" (ram-pressure stripping). Theo Hứa Khả, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Nam Kinh và là tác giả chính của bài báo, giá trị dịch chuyển đỏ của CLJ1001 cho thấy sự kiện "tước đoạt áp suất động" này đã xảy ra cách đây khoảng 11 tỷ năm. Vào thời điểm đó, vũ trụ của chúng ta mới chỉ khoảng 3 tỷ năm tuổi và cụm thiên hà này vẫn còn rất non trẻ, chưa trưởng thành.
Giáo sư Vương Đào nhấn mạnh rằng nghiên cứu này đã thay đổi quan niệm trước đây. Nó cho thấy các cụm thiên hà không nhất thiết phải đợi đến khi trưởng thành hay già cỗi mới có thể ngăn chặn sự hình thành sao mới. Ngay cả những cụm thiên hà non trẻ, với lõi chứa khí nóng mật độ cao, cũng đã có khả năng tác động đáng kể đến khí lạnh trong các thiên hà thành viên, đẩy chúng vào con đường "tắt lịm".
Tuy nhiên, có một chi tiết thú vị khác mà nhóm nghiên cứu đã phát hiện. Các thiên hà đang mất đi khí lạnh không hề ngừng "sản xuất sao" ngay lập tức. Ngược lại, chúng trở nên cực kỳ năng động, với hiệu suất hình thành sao cao gấp đôi so với các thiên hà không bị ảnh hưởng. Các nhà khoa học tin rằng, trong khi "tước đoạt áp suất động" thổi bay khí lạnh, nó cũng đồng thời làm xáo trộn và nén chặt phần khí lạnh còn lại, kích hoạt một đợt "sản xuất sao" ngắn ngủi nhưng dữ dội.
"Có lẽ chúng ta đang chứng kiến sự bùng cháy cuối cùng trước khi những thiên hà này 'tắt lịm' hoàn toàn," Giáo sư Vương Đào chia sẻ, gợi lên một hình ảnh đầy chất thơ về số phận của các thiên thể trong vũ trụ.
