2 thiên hà lao vào 'đánh nhau' với tốc độ hơn 1,8 triệu km/giờ

Sử dụng dữ liệu thu thập từ kính viễn vọng đặt trên mặt đất suốt gần 4 năm, các nhà khoa học phát hiện hai thiên hà xa xôi đang tiếp cận nhau với tốc độ kinh hoàng: hơn 1,8 triệu km/giờ.

Video minh họa về các thiên hà đang đấu tay đôi cho thấy bức xạ từ chuẩn tinh truyền đến thiên hà kia từ khoảng cách hàng nghìn năm ánh sáng. (Nguồn: ESO)

Trong đó, một thiên hà liên tục phóng các chùm bức xạ cực mạnh vào đối phương, làm tan rã các đám mây khí, "nguyên liệu thô" để hình thành sao mới và gần như triệt tiêu khả năng sinh sôi của thiên hà còn lại.

"Đó là lý do chúng tôi gọi đây là một "cuộc chiến vũ trụ"", nhà nghiên cứu Pasquier Noterdaeme, thành viên nhóm nghiên cứu từ Viện Vật lý thiên văn Paris và Phòng thí nghiệm Thiên văn học Pháp-Chile, chia sẻ.

Cận cảnh một vụ hợp nhất thiên hà từ 11 tỷ năm ánh sáng

Những gì nhóm nghiên cứu quan sát được chính là một khoảnh khắc hiếm có trong quá trình hai thiên hà hợp nhất thành một, diễn ra ở khoảng cách hơn 11 tỷ năm ánh sáng. Phát hiện này được công bố hôm 21/5 trên tạp chí Nature, mang đến cái nhìn độc đáo về giai đoạn sơ khai của vũ trụ, khi các vụ hợp nhất và sự hình thành sao diễn ra phổ biến hơn nhiều so với ngày nay.

Dữ liệu được thu thập từ Kính viễn vọng Cực lớn (VLT) của Đài quan sát phía Nam châu Âu (ESO) và Kính thiên văn ALMA đặt tại Chile. Nhờ đó, các nhà khoa học phát hiện rằng bức xạ mạnh mẽ phát ra từ thiên hà "tấn công", thực chất bắt nguồn từ một chuẩn tinh nằm ở lõi thiên hà, một vùng phát sáng rực rỡ được kích hoạt bởi lỗ đen siêu lớn.

Theo Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA), lực hấp dẫn khủng khiếp của lỗ đen kéo vật chất xung quanh vào với tốc độ cực nhanh, tạo ra đĩa khí và bụi phát sáng xoắn ốc xung quanh nó. Quá trình này sinh ra những dòng năng lượng mạnh mẽ phóng ra từ tâm chuẩn tinh.

Bức xạ mạnh đến mức phá hủy quá trình hình thành sao

Nghiên cứu cho biết, mỗi luồng tia cực tím phát ra từ chuẩn tinh này mạnh gấp 1.000 lần mức bức xạ thông thường trong Dải Ngân hà. Điều này khiến các phân tử hydro trong các đám mây khí của thiên hà bị tấn công bị phân rã và phân tán, khiến chúng không còn đủ điều kiện để tạo sao mới.

Các ngôi sao hình thành khi các đám mây khí và bụi tích tụ đủ khối lượng và sụp đổ dưới trọng lực của chính nó. Tuy nhiên, trong trường hợp này, sự can thiệp mạnh mẽ từ bức xạ chuẩn tinh khiến các đám mây trở nên quá loãng và không thể tiếp tục quá trình đó.

Đáng chú ý, khi vật chất từ thiên hà nạn nhân bị hút về phía lỗ đen siêu lớn, nó lại tiếp thêm "nhiên liệu" cho chuẩn tinh, làm tăng thêm cường độ bức xạ. Theo nhà nghiên cứu Sergei Balashev (Viện Ioffe ở Nga), chuẩn tinh không hoạt động vĩnh viễn, theo thời gian chúng có thể "tắt" – mở ra cơ hội để khí phân tử tái kết tụ và hồi sinh quá trình hình thành sao.

"Đây là lần đầu tiên chúng ta quan sát trực tiếp được tác động của chuẩn tinh lên khí phân tử của một thiên hà lân cận", Balashev nói. Trước đây, điều này chỉ mới được lý thuyết hóa.

Phát hiện bất ngờ từ một dấu hiệu mờ nhạt

Khởi đầu nghiên cứu là việc nhóm khoa học phát hiện một chuẩn tinh đặc biệt khi phân tích hàng nghìn phổ ánh sáng có độ phân giải thấp, thứ giống như "dấu vân tay" tiết lộ cấu trúc và thành phần của các thiên thể xa xôi.

"Đó thực sự là cảm giác như mò kim đáy bể", Balashev ví von. Nhưng nhờ vào thiết bị chụp ảnh có độ phân giải cao của ALMA, họ nhận ra thực tế có hai thiên hà riêng biệt đang tương tác, cách nhau hàng nghìn năm ánh sáng, chứ không phải một thiên hà đơn lẻ như ban đầu tưởng nhầm.

Nhờ Kính viễn vọng Cực lớn, nhóm nghiên cứu có thể phân tích mật độ và vị trí của các lớp khí bị ảnh hưởng bởi chuẩn tinh, cho thấy rõ mức độ tác động khốc liệt của bức xạ lên các vùng sinh sao.

Do ánh sáng từ cặp thiên hà này mất hàng tỷ năm để đến được Trái Đất, rất có thể chúng đã hoàn toàn hợp nhất từ lâu, nhưng hiện tại con người mới quan sát được khung cảnh đó. "Chúng tôi chưa thể xác định chắc chắn điều gì đã xảy ra sau đó", Balashev nói.

Nhà vật lý thiên văn Dong-Woo Kim từ Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian (không tham gia nghiên cứu) cho biết: "Trong giai đoạn sơ khai của vũ trụ, các vụ hợp nhất thiên hà và sự hiện diện của chuẩn tinh từng rất phổ biến, do vũ trụ khi đó còn đặc hơn và các thiên hà ở gần nhau hơn".

Mặc dù ngày nay các vụ hợp nhất thiên hà ít hơn, chúng vẫn xảy ra và thậm chí Dải Ngân hà của chúng ta cũng được dự đoán sẽ va chạm với thiên hà Andromeda trong vài tỷ năm tới. Tuy vậy, vẫn chưa rõ liệu hiện tượng "cuộc chiến vũ trụ" như quan sát lần này có phổ biến trong các vụ hợp nhất thiên hà hay không.

Xuân Minh