Nhiều ngôi sao cổ thuộc Dải Ngân hà là tàn dư của những thiên hà khác nhỏ hơn bị xé toạc ra bởi những vụ va chạm thiên hà khốc liệt xảy ra cách nay khoảng 5 tỉ năm về trước, theo các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Durham, Vương quốc Anh.
Mô phỏng này cho thấy một thiên hà kiểu Dải Ngân hà khoảng 5 tỉ năm trước khi đa số các va chạm thiên hà vệ tinh đang diễn ra. Ảnh: Andrew Cooper/John Helly, Đại học Durham
Các nhà khoa học tại Viện Vũ trụ học Tính toán thuộc trường Durham và các cộng tác viên của họ tại Viện Thiên văn vật lí Max Planck ở Đức, và Đại học Groningen ở Hà Lan, đã cho chạy những chương trình mô phỏng máy tính đồ sộ để tái dựng sự bắt đầu của thiên hà của chúng ta.
Mô phỏng trên cho thấy những ngôi sao cổ, tìm thấy trong quầng bụi sao bao xung quanh Dải Ngân hà, đã bị xé ra từ những thiên hà nhỏ hơn bởi lực hấp dẫn phát sinh bởi các thiên hà đang va chạm nhau.
Các nhà vũ trụ học dự đoán rằng Vũ trụ sơ khai tràn ngập những thiên hà nhỏ đưa đến quãng đời thiên hà ngắn và dữ dội. Những thiên hà này va chạm với nhau để lại các mảnh vỡ cuối cùng đã sáp nhập vài những thiên hà trông quen thuộc hơn giống như Dải Ngân hà.
Các nhà nghiên cứu nói kết quả của họ ủng hộ cho lí thuyết rằng nhiều ngôi sao cổ thuộc Dải Ngân hà đã từng thuộc về những thiên hà thay vì là những ngôi sao đầu tiên ra đời bên trong thiên hà của chúng ta khi nó bắt đầu hình thành cách nay khoảng 10 tỉ năm trước.
Tác giả lãnh đạo nhóm, Andrew Cooper, ở Viện Vũ trụ học Tính toán thuộc Đại học Durham, nói: “Thực tế chúng tôi đã trở thành các nhà khảo cổ thiên hà học, đang săn tìm những địa điểm có khả năng là nơi các ngôi sao cổ có thể phân tán xung quanh thiên hà.
“Các mô phỏng của chúng tôi cho thấy các tàn tích khác nhau trong thiên hà ngày nay, kiểu như các ngôi sao cổ này, liên quan như thế nào với các sự kiện xảy ra trong quá khứ xa xôi.
“Giống như vỉa đá cổ tiết lộ lịch sử của Trái đất, quầng bụi sao đóng vai trò là một bản ghi của một thời kì sơ khai đầy kịch tính trong quãng đời của Dải Ngân hà đã kết thúc từ lâu trước khi Mặt trời ra đời”.
Các mô phỏng máy tính bắt đầu từ Big Bang, khoảng 13 tỉ năm trước, và sử dụng các định luật vạn vật vật lí để mô phỏng sự tiến triển của vật chất tối và các ngôi sao.
Mô phòng này thể hiện quầng bụi sao xung quanh Dải Ngân hà ngày nay. Ảnh: Andrew Cooper/Đại học Durham
Những mô phỏng này là thực tế nhất tính cho đến nay, có khả năng phóng đại những chi tiết rất tinh vi của cấu trúc quầng sao, kể cả “các dòng chảy” sao – những ngôi sao đang bị hút từ những thiên hà nhỏ hơn bởi lực hấp dẫn của vật chất tối.
Một trong một trăm ngôi sao trong Dải Ngân hà thuộc về quầng sao, nó lớn hơn cái đĩa xoắn ốc quen thuộc của thiên hà của chúng ta nhiều lần. Những ngôi sao này già gần như bằng tuổi của Vũ trụ.
Giáo sư Carlos Frenk, Giám đốc Viện Vũ trụ học Tính toán thuộc Đại học Durham, nói: “Các mô phỏng trên là một dấu vân tay cho sự hình thành thiên hà. Chúng thể hiện những manh mối thiết yếu cho lịch sử sơ khai, dữ dội của Dải Ngân hà nằm trên ngưỡng cửa thiên hà của chúng ta.
“Dữ liệu của chúng tôi sẽ giúp các nhà quan sát giải mã các trải nghiệm và “sự đau đớn” của thiên hà của chúng ta theo một cách tương tự như cách các nhà khảo cổ sử dụng để cho biết những người La Mã đã sống như thế nào từ đồ tạo tác mà họ để lại cho hậu thế”.
Nghiên cứu trên là một phần của Dự án Aquarius, sử dụng các chương trình mô phỏng siêu máy tính lớn nhất để nghiên cứu sự hình thành của các thiên hà kiểu như Dải Ngân hà.
Aquarius được triển khai bởi Tập đoàn Virgo, bao gồm các nhà khoa học đến từ Viện Thiên vật lí vật lí Max Planck ở Đức, Viện Vũ trụ học Tính toán tại Đại học Durham ở Anh, Đại học Victoria ở Canada, Đại học Groningen ở Hà Lan, Caltech ở Mĩ, và Trieste ở Italy.
Các nhà vũ trụ học Durham sẽ trình bày nghiên cứu của họ trước công chúng là một phần của triển lãm “Nhìn về tương lai” của lễ kỉ niệm thứ 350 Hội Hoàng gia, tổ của tại Trung tâm Southbank ở London diễn ra cho đến chủ nhật, 04/07.
- Xuân Nguyễn (theo PhysOrg.com)
