Nghiên cứu do nhóm khoa học thuộc Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian dẫn đầu đã lần đầu tiên áp dụng phương pháp “khảo cổ học thiên hà” đối với một thiên hà nằm ngoài Ngân Hà. Cách tiếp cận này dựa trên việc nghiên cứu các dấu hiệu hóa học còn lưu lại trong khí và sao để tái dựng quá trình hình thành, tăng trưởng và biến đổi của thiên hà qua hàng tỷ năm. Kết quả được công bố ngày 23/3 trên tạp chí Nature Astronomy, đồng thời góp phần định hình một lĩnh vực nghiên cứu mới mang tên “khảo cổ học ngoài thiên hà”.
Đối tượng nghiên cứu là NGC 1365 — một thiên hà xoắn ốc tương đối gần và có góc nhìn gần như trực diện từ Trái Đất, cho phép quan sát chi tiết các vùng đang hình thành sao. Nhóm nghiên cứu sử dụng dữ liệu từ khảo sát TYPHOON thu thập bằng kính thiên văn Irénée du Pont tại Đài quan sát Las Campanas. Nhờ đó, họ có thể phân tích từng khu vực trong thiên hà nơi các ngôi sao trẻ, nóng phát ra bức xạ tử ngoại mạnh, kích thích khí xung quanh phát sáng với những vạch phổ đặc trưng của các nguyên tố như oxy.
Từ lâu, giới thiên văn đã biết rằng trung tâm các thiên hà thường giàu nguyên tố nặng hơn so với vùng ngoài. Tuy nhiên, việc xác định chính xác cách các mô hình phân bố này hình thành vẫn là thách thức lớn. Bằng cách theo dõi sự thay đổi nồng độ oxy trên khắp NGC 1365 và so sánh với các mô phỏng tiên tiến từ dự án Illustris, nhóm nghiên cứu đã tái dựng quá trình tiến hóa của thiên hà trong suốt 12 tỷ năm — từ thời kỳ sau Vụ Nổ Lớn cho đến hiện nay.
Trong khoảng 20.000 thiên hà được mô phỏng, các nhà khoa học đã tìm được một trường hợp có đặc điểm rất giống NGC 1365, từ đó suy ra thiên hà này ban đầu hình thành như một hệ nhỏ, sau đó dần phát triển thành thiên hà xoắn ốc khổng lồ thông qua nhiều lần sáp nhập với các thiên hà lùn lân cận. Phân tích cũng cho thấy vùng trung tâm của NGC 1365 hình thành sớm và nhanh chóng giàu oxy, trong khi các vùng ngoài phát triển chậm hơn, chủ yếu nhờ dòng khí và sao “nhập cư” từ các vụ va chạm.
Theo trưởng nhóm nghiên cứu Lisa Kewley, công trình chứng minh rằng các dấu hiệu hóa học trong khí của thiên hà có thể được sử dụng như “hồ sơ lịch sử” giúp giải mã quá khứ của chúng. Điều này không chỉ mở ra công cụ nghiên cứu mới trong thiên văn học mà còn thúc đẩy sự hợp tác chặt chẽ hơn giữa các nhà lý thuyết và quan sát.
Việc nghiên cứu những thiên hà tương đồng như NGC 1365 được kỳ vọng sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn nguồn gốc và quá trình tiến hóa của Ngân Hà. Những câu hỏi lớn vẫn đang được đặt ra: Liệu các thiên hà xoắn ốc có hình thành theo cùng một cách? Sự phân bố oxy hiện nay nói gì về lịch sử của chúng? Và liệu Ngân Hà có thực sự là một trường hợp đặc biệt trong vũ trụ hay không? |