Dải Ngân hà từng bị 'lật nghiêng' 90 độ sau cú va chạm 10 tỉ năm trước

Ảnh minh họa Dải Ngân hà

Các nhà thiên văn học tại Đại học Durham (Anh) phát hiện vụ va chạm với thiên hà lùn Gaia Sausage có thể đã khiến toàn bộ đĩa Dải Ngân hà xoay hơn 90 độ. Kết quả được đưa ra sau khi nhóm nghiên cứu sử dụng các mô phỏng trên siêu máy tính để tái hiện quá trình tiến hóa của những thiên hà tương tự Dải Ngân hà.

Theo các nhà khoa học, khoảng 10 tỉ năm trước, Dải Ngân hà đã va chạm trực diện với Gaia Sausage. Sau cú va chạm, thiên hà lùn này bị xé tan và các ngôi sao của nó bị Dải Ngân hà hấp thụ. Tuy nhiên, cú va chạm cũng tạo ra những biến động đủ lớn để làm thay đổi hướng của toàn bộ đĩa thiên hà.

Nhóm nghiên cứu gọi hiện tượng này là 'lật đĩa' (disk flip), tức sự thay đổi mạnh về phương của đĩa thiên hà. Theo trưởng nhóm nghiên cứu Kirill Batrakov, quá trình này không diễn ra tức thời mà có thể kéo dài ít nhất vài trăm triệu năm.

Phát hiện mới được đưa ra khi các nhà khoa học tìm lời giải cho tốc độ quay bất thường của các ngôi sao trong quầng sao của Dải Ngân hà.

Quầng sao là vùng có dạng gần hình cầu bao quanh thiên hà, gồm các ngôi sao phân bố thưa thớt. Phần lớn trong số này có nguồn gốc từ các thiên hà nhỏ đã bị Dải Ngân hà hấp thụ trong quá trình tiến hóa.

Dữ liệu từ sứ mệnh Gaia của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) trước đây cho thấy các ngôi sao trong đĩa Dải Ngân hà quay quanh tâm thiên hà với tốc độ khoảng 220km/giây. Trong khi đó, các ngôi sao ở quầng sao chỉ quay với tốc độ khoảng 25km/giây, một khác biệt mà giới thiên văn từ lâu vẫn chưa thể lý giải.

Để giải đáp bí ẩn này, nhóm nghiên cứu đã xây dựng các mô phỏng về sự tiến hóa của những thiên hà tương tự Dải Ngân hà. Kết quả cho thấy hiện tượng các ngôi sao trong quầng sao chuyển động chậm chỉ xuất hiện khi thiên hà trải qua một vụ va chạm trực diện với một thiên hà có kích thước tương đương Gaia Sausage, sau đó xảy ra hiện tượng 'lật đĩa'.

Vụ va chạm cổ xưa này lần đầu được phát hiện vào năm 2018, khi một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế sử dụng dữ liệu từ sứ mệnh Gaia để lập bản đồ quỹ đạo các ngôi sao trong Dải Ngân hà.

Họ phát hiện một nhóm ngôi sao chuyển động theo quỹ đạo rất khác thường, có hình dạng giống một chiếc xúc xích.

Từ đó, các nhà khoa học truy ngược nguồn gốc và xác định chúng thuộc về một thiên hà lùn từng lao thẳng vào trung tâm Dải Ngân hà trước khi bị phá hủy. Đó cũng là lý do thiên hà này được đặt tên là Gaia Sausage (Xúc xích Gaia).

Ngày nay, giới thiên văn xem đây là vụ hợp nhất thiên hà lớn cuối cùng mà Dải Ngân hà từng trải qua và là một trong những sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử hình thành thiên hà. Vụ va chạm không chỉ tạo nên phần phình ở trung tâm mà còn định hình cấu trúc của quầng sao như hiện nay.

Dù được xếp vào nhóm thiên hà lùn, Gaia Sausage sở hữu tổng khối lượng, bao gồm các ngôi sao, khí và vật chất tối, lớn gấp hơn 10 tỉ lần khối lượng Mặt Trời.

Theo các nhà nghiên cứu, vụ sáp nhập quy mô lớn tiếp theo có thể chỉ diễn ra sau vài tỉ năm nữa, khi Đám mây Magellan Lớn hợp nhất với Dải Ngân hà.

Trong khi đó, Dải Ngân hà cũng đang hợp nhất với thiên hà lùn Nhân Mã. Tuy nhiên, nhà thiên văn học Kirill Batrakov cho rằng vụ sáp nhập này sẽ tạo ra tác động nhỏ hơn nhiều do thiên hà Nhân Mã có khối lượng thấp hơn đáng kể, còn Dải Ngân hà hiện nay cũng lớn hơn rất nhiều so với thời điểm xảy ra vụ va chạm với Gaia Sausage.