Dải Ngân hà. (Ảnh: Jerry Lodriguss/NASA)
Các nhà thiên văn sử dụng được cung cấp vật chất bởi những đám mây khí có gốc gác từ bên ngoài Dải Ngân hà, và những kết quả này có thể giúp định hình lại kiến thức của chúng ta về sự phát triển của thiên hà.
Dải Ngân hà hiện nay mỗi năm biến đổi lượng chất khí cỡ 0,6 – 1,45 lần khối lượng mặt trời thành những ngôi sao mới, làm cạn kiệt dần nguồn dự trữ chất khí của thiên hà. Nhưng sự hình thành sao đó không có vẻ gì đang suy giảm, cho thấy phải có cái gì đấy đang bổ sung thêm cho nguồn cung cấp chất khí. Những đám mây Ion hóa Vận tốc cao (iHVC), những khối kết đang chuyển động nhanh không thể giải thích bởi đĩa thiên hà đang quay, là một thủ phạm đã được đề xuất. Một đề xuất khác là chúng có thể là tàn dư từ sự hình thành của 30+ thiên hà trong Nhóm địa phương, do trường hấp dẫn của Dải Ngân hà chi phối. Nếu chúng thật sự có gốc gác từ bên ngoài đĩa thiên hà, và chúng rơi lên trên nó, thì chúng có thể đang bổ sung thêm cho lượng chất khí trong thiên hà.
Những dòng chảy quy mô lớn trong quầng Ngân hà. (Ảnh: NASA)
Không rõ những đám mây này lớn bao nhiêu nhưng chúng lần đầu tiên được tìm thấy khi các nhà thiên văn để ý đến một số ánh sáng phát ra từ những quasar xa xôi đang bị hấp thụ bởi những vật thể nằm gần rìa của thiên hà. Tuy nhiên, những khoảng cách khổng lồ đồng nghĩa với việc không biết iHVC có quan hệ trực tiếp với quầng Ngân hà – mặt cầu khuếch tán bao quanh thiên hà – hay không, hay chúng tồn tại bên ngoài nó. Để giải quyết vấn đề này, Nicholas Lehner và Jay Christopher Howk, thuộc trường Đại học Notre Dame, Mĩ, đã cải tiến kĩ thuật quasar.
“Thay vì quan sát các quasar, chúng tôi quan sát những ngôi sao nằm bên trong quầng Ngân hà”, Lehner nói. Cặp đôi tác giả đã quan sát 28 ngôi sao trong quầng Ngân hà với Kính thiên văn vũ trụ Hubble, 14 trong số đó thể hiện những vạch phổ hấp thụ giống với những quan sát quasar ban đầu – sự có mặt của một iHVC đã được làm sáng tỏ. Khoảng cách đến những ngôi sao này đã được biết, và vì thế cho biết khoảng cách tối đa có thể có của iHVC hiện nay đã sáp nhập vào Dải Ngân hà.
Tại sao thiên hà của chúng ta không cạn kiệt chất khí?
Việc biết được khoảng cách trên chỉ mới là có mảnh thứ nhất trong trò chơi ghép hình. “Khối lượng của iHVC tỉ lệ với khoảng cách bình phương”, Lehner giải thích. Lehner và Howk sau đó đã sử dụng những quan sát quasar ban đầu để lập mô hình sự phân bố có khả năng của những iHVC này trên bầu trời. Biết được chúng ở đâu, chúng chứa bao nhiêu chất khí, và chúng đang chuyển động bao nhanh cho phép hai nhà nghiên cứu ước tính có bao nhiêu cl sẽ rơi lên Dải Ngân hà mỗi năm. “Chúng tôi dự đoán có từ 0,8 đến 1,4 lần khối lượng mặt trời vật chất từ IhVC rơi lên Dải Ngân hà mỗi năm”, Lehner nói. So với sức tiêu thụ 0,6 – 1,45 khối lượng mặt trời mỗi năm trong sự hình thành sao, họ đã có một câu trả lời có khả năng cho câu hỏi tại sao thiên hà của chúng ta không cạn kiệt chất khí: nó đang trưng dụng chất khí từ không gian giữa các sao.
“Họ đã tìm ra con số thần kì”, phát biểu của Filippo Fraternali, nhà nghiên cứu iHVC tại trường Đại học Bologna, Italy. “Không phải là 0,1 hay 100 lần khối lượng mặt trời đang rơi vào mỗi năm, mà rất gần với một – đây là một kết quả quan trọng”, ông nói. Tuy nhiên, kết quả không hẳn là chặt chẽ. “Đó là cách tiếp cận hợp lí, nhưng có những giả thuyết lớn có thể làm thay đổi đáp số cuối cùng đi một chút”, Fraternali giải thích. Ông muốn thấy mẫu dữ liệu lớn hơn nhiều so với con số 28. “Khó mà có được kết quả thống kê hợp lí trên một mẫu cỡ nhỏ như thế”, ông nói.
Nghiên cứu này công bố trên tạp chí Science.
Nguồn: physicsworld.com
