Khám phá hình dạng bất thường, bí ẩn của 'khối vật chất' khổng lồ, cách Trái Đất 10 năm ánh sáng

Các nhà khoa học đang cố gắng tìm ra những thứ 'chúng ta không thể thấy bằng mắt thường' ngoài vũ trụ.

14/02/2021 04:32

Ảnh minh họa: Sutterstock / Vadim Sadovski

Ảnh minh họa: Sutterstock / Vadim Sadovski

Tất cả chúng ta đã nhìn lên bầu trời vào ban đêm và chiêm ngưỡng những ngôi sao sáng rực rỡ. Ngoài việc chiêm ngưỡng một cảnh tượng tuyệt đẹp, việc đo ánh sáng đó còn giúp chúng ta tìm hiểu về vật chất bí ẩn trong thiên hà của chúng ta, Dải Ngân hà.

Khi các nhà thiên văn cộng dồn tất cả các vật chất thông thường có thể phát hiện được xung quanh chúng ta (chẳng hạn như chứa ở trong các thiên hà, các ngôi sao và hành tinh), họ chỉ tìm thấy một nửa số lượng vật chất dự kiến ​​tồn tại, dựa trên các dự đoán trước đó. Vật chất này là 'baryonic', có nghĩa là nó được tạo thành từ các hạt baryon như proton và neutron.

Nhưng khoảng một nửa số vật chất này trong thiên hà của chúng ta quá tối để có thể được phát hiện bởi ngay cả những kính thiên văn mạnh nhất. Nó ở dạng các khối khí lạnh, sẫm màu. Trong khí tối này là vật chất baryonic 'bị mất tích' của Dải Ngân hà.

Trong một bài báo đăng trên Tạp chí Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia Anh, các nhà khoa học trình bày chi tiết về việc phát hiện ra 5 thiên hà lấp lánh ở phía xa cho thấy sự hiện diện của một đám mây khí có hình dạng bất thường trong Dải Ngân hà. Giới thiên văn học cho rằng đám mây này có thể có liên quan đến vật chất còn thiếu trong thiên hà chúng ta.

Tìm những gì chúng ta không thể thấy

Sở dĩ các ngôi sao 'lấp lánh' là do sự hỗn loạn trong bầu khí quyển của Trái Đất chúng ta. Khi ánh sáng của chúng đến Trái Đất, ánh sáng đó bị bẻ cong khi dội qua các lớp khác nhau của khí quyển.

Hiếm khi, các thiên hà cũng có thể lấp lánh, do sự hỗn loạn của khí trong Dải Ngân hà. Giới thiên văn nhìn thấy chúng lấp lánh do lõi phát sáng của các thiên hà xa xôi tạo ra, chúng có tên là 'chuẩn tinh'.

Hình ảnh minh họa về chuẩn tinh. Ảnh: Internet

Hình ảnh minh họa về chuẩn tinh. Ảnh: Internet

Các nhà thiên văn có thể 'lợi dụng' chuẩn tinh giống như đèn nền, để tiết lộ sự hiện diện của các đám khí xung quanh chúng ta, mà nếu không có chúng (chuẩn tinh), các nhà thiên văn sẽ không thể nhìn thấy được đám mây khí. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất đó là rất hiếm khi bắt gặp chuẩn tinh lấp lánh.

Đó là lúc máy dò ASKAP của Australia xuất hiện và làm sứ mệnh của nó. Kính viễn vọng có độ nhạy cao này có thể quan sát một khu vực có kích thước tương đương với thị trấn Southern Cross (Tây Australia) và phát hiện hàng chục nghìn thiên hà xa xôi, bao gồm cả chuẩn tinh, chỉ trong một lần quan sát.

Sử dụng ASKAP, các nhà khoa học đã tìm thấy sáu thiên hà đang lấp lánh mạnh mẽ trong số 30.000 thiên hà mà họ có thể quan sát được. Đáng ngạc nhiên là 5 trong số 6 thiên hà này được sắp xếp thành một đường thẳng dài và mảnh.

Phân tích cho thấy, các nhà khoa học đã chụp được một khối khí vô hình nằm khoảng giữa Dải Ngân hà và các thiên hà khác. Khi ánh sáng từ các thiên hà xuyên qua đám mây khí, chúng dường như trở nên lấp lánh hơn với ánh sáng dao động giữa sáng chói (đỏ) và mờ hơn (xanh lam).

Một đám mây khí cách chúng ta 10 năm ánh sáng

Đám mây khí mà các nhà khoa học phát hiện được nằm bên trong Dải Ngân hà, cách Trái đất khoảng 10 năm ánh sáng. Một năm ánh sáng tương đương 9,7 nghìn tỷ km. Điều đó có nghĩa là, ánh sáng từ những thiên hà lấp lánh đó đã đi hàng tỷ năm ánh sáng về phía Trái Đất, chỉ bị đám mây làm gián đoạn trong 10 năm cuối cùng của hành trình của nó.

Bằng cách quan sát vị trí bầu trời của không chỉ 5 thiên hà lấp lánh, mà còn của hàng chục nghìn thiên hà không lấp lánh, các nhà nghiên cứu có thể vẽ ra ranh giới xung quanh đám mây khí. Họ nhận thấy nó rất thẳng, cùng chiều dài với bốn Mặt trăng cạnh nhau và chiều rộng chỉ có hai 'arcminutes'. Nó mỏng đến mức tương đương với việc nhìn một sợi tóc dài ngang cánh tay.

Đây là lần đầu tiên các nhà thiên văn học có thể tính toán hình học và đặc tính vật lý của một đám mây khí theo cách này. Nhưng nó có nguồn gốc từ đâu? Và điều gì đã khiến nó có hình dạng bất thường như vậy?

Các nhà thiên văn đã dự đoán rằng khi một ngôi sao đi quá gần lỗ đen, lực cực mạnh từ lỗ đen sẽ kéo nó ra xa, dẫn đến một dòng khí mỏng và dài.

Nhưng không có lỗ đen khổng lồ nào gần đám mây khí đó - lỗ đen gần nhất mà chúng ta biết đến cách Trái Đất hơn 1.000 năm ánh sáng.

Vì vậy, các nhà khoa học đề xuất một giả thuyết khác: Rằng một 'đám mây tuyết' hydro bị phá vỡ và kéo dài ra bởi lực hấp dẫn từ một ngôi sao gần đó, biến thành một đám mây khí mỏng dài.

Các đám mây tuyết mới chỉ được nghiên cứu dưới dạng khả năng lý thuyết và hầu như không thể phát hiện được. Nhưng chúng sẽ lạnh đến mức các giọt khí hydro bên trong chúng có thể đóng băng chất rắn.

Một số nhà thiên văn học tin rằng các đám mây tuyết tạo nên một phần vật chất còn thiếu trong Dải Ngân hà.

'Thật vô cùng thú vị khi chúng tôi đo được một khối khí vô hình chi tiết như vậy bằng kính thiên văn ASKAP. Trong tương lai, chúng tôi dự định lặp lại thử nghiệm của mình trên quy mô lớn hơn nhiều và hy vọng tạo ra 'bản đồ đám mây' của Dải Ngân hà.

Sau đó, chúng tôi sẽ có thể tìm ra có bao nhiêu đám mây khí khác ngoài đó, cách chúng phân bố và vai trò của chúng trong sự tiến hóa của Dải Ngân hà' – Nhóm các nhà khoa học báo cáo trong nghiên cứu.

Bài viết sử dụng nguồn: Theconversation

Theo Trang Ly/Pháp luật & Bạn đọc
Tin cùng chuyên mục