Nguồn gốc của thiên hà lớn nhất từng được phát hiện

Hình ảnh về một thiên hà khổng lồ đươc mô phỏng trong công cụ Space Engine. Ảnh: YouTube/Space Engine.

Cách trái đất khoảng 3 tỷ năm ánh sáng, thiên hà vô tuyến Alcyoneus trải dài tới 16,3 triệu năm ánh sáng. Đây là thiên hà lớn nhất từng được phát hiện từ trước tới nay.

Được đặt theo tên con trai của vị thần Hy Lạp Ouranos - thần nguyên thủy của bầu trời, Alcyoneus có thể đưa ra những manh mối mới về cấu trúc vũ trụ, còn được gọi là mạng lưới vũ trụ, thứ được cho là kết nối tất cả các thiên hà.

Nguồn gốc của Alcyoneus

Theo Science Alert, thiên hà vô tuyến sở hữu một thiên hà chủ mà ở giữa là các lỗ đen siêu lớn. Khi vật chất rơi vào hố đen, nó giải phóng năng lượng từ trung tâm thiên hà, tạo ra những tia năng lượng khổng lồ.

Những tia năng lượng này sau đó tương tác với môi trường giữa các thiên hà khác trong cụm, qua đó làm tăng tốc electron và tạo ra các bức xạ vô tuyến. Những tia này có thể di chuyển khoảng cách rất lớn trước khi lan rộng ra thành những sóng vô tuyến khổng lồ.

Các nhà thiên văn học tại Đài quan sát Leiden ở Hà Lan cho biết đây là một quá trình thường gặp, ngay cả với dải ngân hà của chúng ta. Tuy vậy, điều khiến họ băn khoăn là lý do trong một số thiên hà cụ thể, những sóng vô tuyến này có thể phát triển đến kích thước lớn như vậy.

Hình ảnh thực tế của Alcyoneus, thiên hà lớn nhất từng được phát hiện. Ảnh: Martijn Oei.

"Nếu các đặc điểm riêng biệt của thiên hà chủ quyết định kích thước khổng lồ của một thiên hà vô tuyến, vậy thiên hà chủ của thiên hà vô tuyến lớn nhất sẽ sở hữu câu trả lời”, ông Martijn Oei, trưởng nhóm nghiên cứu của Đài quan sát Leiden, giải thích.

Ngoài những đặc điểm đến từ bên trong, cụ thể là thiên hà chủ, ông Oei cho rằng những yếu tố từ bên ngoài cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước của thiên hà vô tuyến.

"Tương tự, nếu tồn tại những đặc điểm môi trường cụ thể thuận lợi cho sự phát triển của thiên hà vô tuyến khổng lồ, thì thiên hà vô tuyến lớn nhất sẽ có khả năng tồn tại ở đó”, nhà thiên văn học tiếp tục.

Để nghiên cứu sâu hơn về Alcyoneus, các nhà thiên văn học đã sử dụng trạm quan sát Sloan Digital Sky Survey đặt tại Apache Point Observatory, New Mexico để quan sát thiên hà chủ.

Họ phát hiện ra rằng đây là một thiên hà hình elip khá bình thường, có khối lượng xấp xỉ 240 tỷ lần Mặt trời, với một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của nó có khối lượng gấp khoảng 400 triệu lần Mặt trời.

Sóng vô tuyến của Alcyoneus. Ảnh: Martijn Oei.

Nhóm nghiên cứu khẳng định cả hai con số này thực sự ở mức thấp đối với các thiên hà vô tuyến khổng lồ, điều này có thể cung cấp một số manh mối về sự phát triển của các sóng vô tuyến.

"Alcyoneus và thiên hà chủ của nó bình thường một cách đáng ngờ. Các chỉ số như tổng mật độ độ sáng tần số thấp, khối lượng sao và khối lượng lỗ đen siêu lớn đều thấp hơn hoặc bằng các thiên hà vô tuyến thông thường", các nhà nghiên cứu cho biết.

"Do đó, các thiên hà chủ hay lỗ đen trung tâm không phải nhân tố chính khiến thiên hà vô tuyến lớn như vậy”, nhóm tiếp tục.

Hiện tại, lý do thuyết phục nhất được nhóm đưa ra là Alcyoneus tồn tại trong một vùng không gian có mật độ vật chất thấp hơn mức trung bình, khiến thiên hà này mở rộng một cách chóng mặt. Họ cũng tin rằng Alcyoneus vẫn đang phát triển lớn hơn nữa.

Cách tìm ra Alcyoneus

Để phát hiện ra Alcyoneus, nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu được thu thập bởi mạng lưới Low-Frequency Array (LOFAR). Đây là một mạng lưới bao gồm khoảng 20.000 ăng-ten vô tuyến, được đặt tại 52 địa điểm trên khắp Châu Âu.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện 2 chùm plasma khổng lồ phát ra từ một hố đen siêu lớn ở trung tâm của thiên hà. Vật chất được hai luồng này thổi vào không gian bao gồm các yếu tố hình thành một ngôi sao mới.

Mạng lưới LOFAR được đặt tại Hà Lan. Ảnh: Creative Common.

Di chuyển với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, vật chất này nóng lên và tan thành plasma, phát sáng dưới dạng ánh sáng vô tuyến mà LOFAR có thể phát hiện ra.

"Chúng tôi đã phát hiện ra cấu trúc lớn nhất từng được biết đến trong vũ trụ, một thiên hà vô tuyến khổng lồ với chiều dài 16,3 triệu năm ánh sáng”, nhóm nghiên cứu cho biết.

Việt Anh