Thiên hà xoắn ốc cổ xưa nhất
Đây là thiên hà cổ xưa nhất của loại hình này từng được giới khoa học quan sát thấy. Việc phát hiện ra một thiên hà có cấu trúc xoắn ốc ở giai đoạn sơ khai như vậy là manh mối quan trọng để trả lời các câu hỏi kinh điển của thiên văn học: "Các thiên hà xoắn ốc hình thành như thế nào và khi nào?"
Nghiên cứu sinh Takafumi Tsukui tại Đại học SOKENDAI, Nhật Bản, tác giả chính của nghiên cứu, nêu trong bài viết đăng trên tạp chí Science: “Tôi rất phấn khích vì tôi chưa bao giờ thấy bằng chứng rõ ràng như vậy về một đĩa quay, cấu trúc xoắn ốc và cấu trúc khối tập trung trong một thiên hà xa xôi trong bất kỳ tài liệu nào trước đây. Chất lượng dữ liệu ALMA tốt đến mức tôi có thể nhìn thấy nhiều chi tiết đến nỗi tôi nghĩ đó là một thiên hà gần". ALMA là giao thoa kế thiên văn gồm 66 kính thiên văn vô tuyến ở Chile.
Dải Ngân hà, nơi chứa Hệ Mặt trời của chúng ta, là một thiên hà xoắn ốc. Thiên hà xoắn ốc là những vật thể cơ bản trong vũ trụ, chiếm tới 70% tổng số thiên hà. Tuy nhiên, các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng, tỉ lệ các thiên hà xoắn ốc giảm nhanh chóng khi nhìn lại lịch sử của vũ trụ.
Tsukui và giảng viên hướng dẫn Satoru Iguchi, giáo sư tại SOKENDAI và Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản, đã nhận thấy thiên hà tên BRI 1335-0417 trong Kho lưu trữ Khoa học ALMA. Thiên hà này tồn tại 12,4 tỉ năm trước và chứa một lượng lớn bụi có thể che khuất ánh sáng từ các sao. Điều này khiến việc nghiên cứu chi tiết thiên hà BRI 1335-0417 bằng ánh sáng khả kiến gặp khó khăn. Mặt khác, ALMA có thể phát hiện ra sự phát xạ vô tuyến từ các ion carbon trong thiên hà, cho phép các nhà nghiên cứu tìm hiểu những gì đang diễn ra trong thiên hà.
Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một cấu trúc xoắn ốc kéo dài 15.000 năm ánh sáng từ trung tâm của thiên hà. Cấu trúc này bằng 1/3 kích thước của dải Ngân hà. Tổng khối lượng ước tính của các ngôi sao và vật chất liên sao trong BRI 1335-0417 gần bằng khối lượng của dải Ngân hà.
"Vì BRI 1335-0417 là vật thể rất xa, chúng tôi có thể không thể nhìn thấy rìa thực sự của thiên hà trong quan sát này. Đối với một thiên hà tồn tại trong vũ trụ sơ khai, BRI 1335-0417 là một thiên hà khổng lồ" - nhà nghiên cứu Tsukui chia sẻ.
Số phận bí ẩn
Lúc này, trọng tâm nghiên cứu chuyển sang trả lời cho câu hỏi làm thế nào để cấu trúc xoắn ốc đặc trưng này hình thành chỉ trong 1,4 tỉ năm sau Vụ nổ Lớn? Các nhà nghiên cứu đã xem xét nhiều nguyên nhân khả thi và cho rằng có thể là do sự tương tác với một thiên hà nhỏ.
Thiên hà BRI 1335-0417 đang tích cực hình thành các ngôi sao và các nhà nghiên cứu phát hiện khí ở phần ngoài của thiên hà không ổn định về mặt lực hấp dẫn vốn có lợi cho sự hình thành sao. Tình trạng này dễ xảy ra khi một lượng lớn khí được cung cấp từ bên ngoài, có thể do va chạm với các thiên hà nhỏ hơn.
Số phận của thiên hà BRI 1335-0417 cũng được bao phủ trong bí ẩn. Các thiên hà chứa lượng lớn bụi và tích cực tạo ra các ngôi sao trong vũ trụ cổ đại được cho là tổ tiên của các thiên hà hình elip khổng lồ trong vũ trụ hiện nay.
Trong trường hợp đó, BRI 1335-0417 thay đổi hình dạng của nó từ thiên hà hình đĩa thành thiên hà hình elip trong tương lai. Tuy nhiên, trái với quan điểm thông thường, thiên hà này có thể vẫn là thiên hà xoắn ốc trong một thời gian dài. BRI 1335-0417 sẽ đóng một vai trò quan trọng trong nghiên cứu về sự tiến hóa hình dạng thiên hà trong lịch sử lâu dài của vũ trụ.
“Hệ Mặt trời của chúng ta nằm ở một trong những nhánh xoắn ốc của dải Ngân hà. Truy tìm nguồn gốc của cấu trúc xoắn ốc sẽ cung cấp cho chúng ta manh mối về môi trường nơi Hệ Mặt trời được sinh ra. Tôi hy vọng nghiên cứu này sẽ tăng thêm hiểu biết của chúng ta về lịch sử hình thành của các thiên hà" - nhà nghiên cứu Iguchi giải thích.
