Giải mã bí ẩn luồng khí quanh Dải Ngân hà

Luồng khí Magellan do Kính viễn vọng không gian Hubble chụp.

Những nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature (Anh) số ra gần đây đã mở ra cách nhìn mới đối với vành đai vật chất xung quanh thiên hà của chúng ta.

Vành đai này có liên kết khá rõ nét với Đám mây Magellan Lớn và Nhỏ – tức là với 2 thiên hà lùn quay xung quanh Dải Ngân hà và sẽ bị Dải ngân hà “nuốt chửng”. Cũng vì lý do đó mà vành đai khí có tên là Luồng khí Magellan (Magellanic Stream).

Mặc dù Luồng khí Magellan tương thích với các Đám mây Magellan (Lớn và Nhỏ), nhưng có một vấn đề từ lâu đã khiến các nhà thiên văn học suy nghĩ – đó là khối lượng của nó.

Trong vành đai có khí vật chất với khối lượng bằng khoảng 1 tỷ lần khối lượng Mặt trời (khối lượng Mặt trời xấp xỉ 1,98 x 10^30 kg); còn các mô hình đều không có khả năng giải thích tại sao 2 Đám mây Magellan (Lớn và Nhỏ) lại mất đi một lượng vật chất khổng lồ đến vậy.

Các nhà khoa học ở ĐH Wisconsin-Madison (Mỹ) đã đề xuất cách giải thích mới. Theo họ, khí vật chất không chỉ đến từ các Đám mây Magellan, mà còn đến từ các đám mây khí và plasma xung quanh vành đai. “Thủ phạm” gây ra tình trạng này có lẽ là Dải Ngân hà với các tương tác hấp dẫn đối với các thiên hà lùn.

Cho đến nay, các nhà khoa học không biết chắc chắn các Đám mây Magellan (Lớn và Nhỏ) có đủ lớn để tạo ra quầng khí vật chất của riêng mình hay không. Nhóm nghiên cứu ở ĐH Wisconsin-Madison đã thực hiện mô phỏng khẳng định được điều này.

Theo mô phỏng, sự hình thành Luồng khí Magellan là quá trình hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất diễn ra rất lâu trước khi các Đám mây Magellan bị Dải Ngân hà “tóm bắt”. Trong giai đoạn này, 2 Đám mây quay xung quanh nhau. Đám mây Magellan Lớn hút vật chất từ Đám mây Magellan Nhỏ, đồng thời đánh mất một lượng nhỏ khí vật chất.

Quá trình này kéo dài khoảng 5,7 tỷ năm, dẫn đến sự hình thành vành đai khí với khối lượng lớn hơn 3 tỷ lần khối lượng Mặt trời, bao quanh 2 thiên hà do Dải Ngân hà “tóm bắt”.

Trong giai đoạn hai, sau khi 2 thiên hà bị Dải Ngân hà “cầm tù”, sự tương tác hấp dẫn giữa Dải Ngân hà và vành đai khí đã định hình Luồng khí Magellan.