Phát hiện vật thể thiên văn 'Cloud-9' giúp 'giải mã' bí ẩn về vật chất tối trong vũ trụ

Mặc dù chưa bao giờ được quan sát trực tiếp, vật chất tối được cho là chiếm đến 85% tổng lượng vật chất trong vũ trụ và có thể được phát hiện nhờ tác động từ lực hấp dẫn của nó.

Cloud-9 được cho là một đám mây vật chất tối có thể là tàn dư của quá trình hình thành thiên hà từ những ngày đầu của vũ trụ, theo nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters.

“Đám mây này là một cửa sổ nhìn vào vũ trụ tối tăm” - đồng tác giả nghiên cứu Andrew Fox hiện là nhà thiên văn học tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian ở Baltimore (Mỹ), cho biết trong một tuyên bố.

“Theo lý thuyết, chúng ta biết rằng phần lớn khối lượng trong Vũ trụ được cho là vật chất tối, nhưng rất khó để phát hiện vật chất tối này vì nó không phát ra ánh sáng. Đám mây số 9 cho chúng ta cái nhìn hiếm hoi về một đám mây bị chi phối bởi vật chất tối” - Fox, hiện cũng là chuyên gia thuộc Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) cho biết thêm.

Người ta đã đưa ra giả thuyết rằng vật chất tối có nguồn gốc từ vụ nổ lớn (Big Bang) dẫn đến sự hình thành vũ trụ cách đây 13,8 tỷ năm và tạo nên các đám mây vũ trụ không bao giờ tích tụ đủ khí để hình thành sao.

Đám mây khí Cloud-9 giúp giải mã bí ẩn về vật chất tối - Ảnh: NASA

Những quan sát gần đây được thực hiện bằng Kính viễn vọng không gian Hubble đã tiết lộ rằng Đám mây số 9 không có sao.

“Đây là câu chuyện về một thiên hà thất bại. Trong khoa học, chúng ta thường học được nhiều hơn từ những thất bại hơn là từ những thành công. Trong trường hợp này, việc không thấy ngôi sao nào chứng minh lý thuyết là đúng. Điều đó cho chúng ta biết rằng chúng ta đã tìm thấy trong Vũ trụ gần đây một khối cấu tạo sơ khai của một thiên hà chưa hình thành” - đồng tác giả nghiên cứu Alejandro Benitez-Llambay, hiện là nhà vật lý thiên văn tại khoa vật lý của Đại học Milano-Bicocca ở Milan (Ý) cho biết.

Những quan sát trong tương lai về đám mây này, và việc phát hiện thêm nhiều vật thể như Cloud-9, có thể dẫn đến sự hiểu biết sâu sắc hơn về vật chất tối, sự hình thành và tiến hóa của thiên hà, và những ngày đầu của vũ trụ.

Không giống như các ngôi sao sáng hoặc các thiên hà chứa đầy sao, các “thiên hà thất bại” rất tối, điều này khiến chúng khó tìm thấy.

Thoạt nhìn, Cloud-9 có thể bị nhầm lẫn với một thiên hà lùn mờ nhạt, hoặc một thiên hà nhỏ bao gồm khoảng 1.000 đến vài tỷ ngôi sao, nhóm nghiên cứu cho biết. Những thiên hà như vậy rất nhỏ so với Dải Ngân hà của chúng ta, nơi chứa hàng trăm tỷ ngôi sao. Đám mây số 9 được phát hiện lần đầu tiên cách đây ba năm trong một cuộc khảo sát khí hydro gần thiên hà Messier 94 bởi Kính viễn vọng hình cầu khẩu độ 500 mét (FAST) ở tỉnh Quý Châu, Trung Quốc. Những phát hiện mới nhất của Kính viễn vọng Hubble đã xác nhận bản chất không có sao của “thiên hà thất bại” này.

Thiên hà Messier 94 nằm cách Trái đất 16 triệu năm ánh sáng là nơi tìm ra vật thể thiên văn Cloud-9 - Ảnh: NASA

“Các lý thuyết về sự hình thành thiên hà dự đoán rằng có một ngưỡng tối thiểu của vật chất tối cần thiết để kích hoạt sự hình thành sao và biến một đám mây tối thành một thiên hà phát sáng. Với Đám mây số 9, chúng ta có một ví dụ về một vật thể nằm ngay dưới ngưỡng này, không chứa bất kỳ ngôi sao nào” – chuyên gia Fox chỉ ra.

Vật thể này được đặt biệt danh như vậy vì nó là đám mây khí thứ chín được tìm thấy ở vùng ngoại vi của thiên hà xoắn ốc Messier 94. Sự biến dạng nhẹ của khí cho thấy có thể có sự tương tác giữa đám mây và thiên hà.

Mặc dù các nhà thiên văn học đã quan sát thấy các đám mây hydro trước đây, nhưng Đám mây số 9 nổi bật với hình dạng nhỏ gọn và có hình cầu hơn là hình dạng bất thường về kích thước. Nhưng điều đó không có nghĩa là Đám mây số 9 không lớn.

Lõi của đám mây được cấu tạo từ hydro trung tính và có đường kính trải rộng 4.900 năm ánh sáng. Một năm ánh sáng tương đương 9,46 nghìn tỷ km. Lượng hydro bên trong đám mây gấp khoảng 1 triệu lần khối lượng Mặt Trời.

Anh Duy