Dải Ngân Hà hình thành như thế nào?

Quá trình hình thành dải Ngân Hà?

Nguồn gốc của dải Ngân Hà vẫn còn nhiều bí ẩn nhưng các nhà thiên văn học tin rằng nó đã hình thành từ hơn 13 tỷ năm trước.

Vũ trụ hiện đại có những nơi mật độ rất cao như các thiên hà và những nơi mật độ rất thấp như khoảng trống giữa chúng. Tuy nhiên, tất cả nghiên cứu chỉ ra rằng vũ trụ sơ khai rất khác: hầu như không có bất kỳ sự khác biệt nào về mật độ trong vũ trụ, theo Cơ quan Vũ trụ châu Âu.

Mô phỏng dải Ngân Hà trong vũ trụ hiện đại. (Ảnh: NASA).

Thuở sơ khai

Dải Ngân Hà của chúng ta có lẽ cũng bắt đầu giống như bất kỳ thiên hà nào khác: từ một khối vật chất nhỏ có mật độ lớn hơn một chút so với mức trung bình của vũ trụ. Khoảng 13 tỷ năm trước, khối này chủ yếu được tạo thành từ vật chất tối, dạng vật chất không tương tác với ánh sáng. Do có mật độ cao hơn một chút so với mức trung bình, nên nó có lực hấp dẫn mạnh hơn một chút so với môi trường xung quanh, cho phép hút nhiều vật chất tối hơn và theo thời gian trở nên lớn hơn và có lực hấp dẫn mạnh hơn.

Tuy nhiên, dải Ngân Hà sơ sinh không đơn độc. Nó được bao quanh bởi một số khối vật chất tối lân cận. Cuối cùng, những khối vật chất tối đầu tiên phát triển đủ lớn để kéo vật chất bình thường vào, tập hợp thành các cụm dày đặc và hình thành nên những ngôi sao đầu tiên. Những cụm đó ngày nay vẫn còn bên trong và xung quanh dải Ngân Hà và được gọi là cụm sao cầu. Chúng chứa những ngôi sao già nhất trong thiên hà, với một số ngôi sao gần 13 tỷ năm tuổi, theo Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard Smithsonian.

Thời kỳ phát triển nhanh chóng

Các khối vật chất tối ban đầu, cùng với các tập hợp sao của chúng, cuối cùng đã hợp nhất để tạo thành dải Ngân Hà nguyên thủy vào khoảng 12 tỷ năm trước. Khi sự hợp nhất đó xảy ra, dải Ngân Hà nổi lên như một thực thể riêng biệt trong vũ trụ, tách biệt với môi trường xung quanh. Lực hấp dẫn khổng lồ của thiên hà hút ngày càng nhiều vật chất tối và khí, khiến nó phát triển nhanh chóng về kích thước.

Trong quá trình này, phần lớn khí dồn vào trung tâm. Khi khối khí sụp đổ, nó tạo thành một đĩa mỏng và quay nhanh. Đĩa thiên hà bắt đầu tạo ra các ngôi sao một cách nhanh chóng. Trong vài tỷ năm, dải Ngân hà đã trải qua một thời kỳ hình thành sao nhanh chưa từng có, theo Bách khoa toàn thư về Thiên văn học và Vật lý thiên văn của Viện Công nghệ California.

Tuy nhiên, các vụ sáp nhập vẫn chưa kết thúc. Dựa trên quan sát từ vệ tinh Gaia, các nhà thiên văn học đã xác định được hơn chục tập hợp sao trong dải Ngân Hà có vẻ hơi khác so với những ngôi sao lân cận của chúng. Những tập hợp này chứa các ngôi sao có độ tuổi, thành phần nguyên tố và tốc độ tương tự nhau.

Theo Earth Sky, chúng đại diện cho phần còn lại của các thiên hà nhỏ hơn đã sáp nhập với thiên hà của chúng ta hàng tỷ năm trước. Lực hấp dẫn mạnh mẽ của dải Ngân Hà đã xé toạc những kẻ xâm nhập kém may mắn này, ăn thịt chúng và chỉ để lại những tàn dư nhỏ sau đó.

Phần trung tâm đầy khí bụi của dải Ngân Hà nhìn từ Đài thiên văn Nam Âu trên núi Paranal ở sa mạc Atacama, phía bắc Chile. (Ảnh: ESO)

Hiện tại và tương lai

Ngày nay, dải Ngân Hà vẫn chưa từ bỏ cách "ăn thịt đồng loại". Nó đang dần xé nát các thiên hà vệ tinh gần nhất là Đám mây Magellan Lớn và Nhỏ.

Thật thú vị, thiên hà của chúng ta đã không bị sáp nhập với bất kỳ thiên hà có khối lượng tương tự nào trong toàn bộ lịch sử 13 tỷ năm của nó. Những vụ sáp nhập kiểu này rất thảm khốc. Tác động của vụ va chạm có thể kích hoạt sự hình thành nhanh chóng của rất nhiều ngôi sao, đến mức không còn đủ khí để hình thành sao mới. Sau một vụ sáp nhập lớn, các thiên hà có xu hướng trở nên "đỏ và chết", nghĩa là chúng chỉ chứa những ngôi sao nhỏ màu đỏ và mờ nhạt.

Theo NASA, dải Ngân Hà đang trong quá trình va chạm với hàng xóm lớn gần nhất của nó, thiên hà Andromeda. Trong khoảng 4 tỷ năm nữa, chúng sẽ bắt đầu va chạm và cuối cùng, dải Ngân Hà như chúng ta biết sẽ biến mất.

Cập nhật: 12/12/2022 VnExpress