Phát hiện sóng xung kích dữ dội từ vụ va chạm thiên hà

Sóng xung kích gây ra bởi vụ va chạm hỗn loạn trong chòm sao Phi Mã đang thúc đẩy các quá trình kỳ lạ trong môi trường liên thiên hà.

Nằm cách Trái đất khoảng 270 triệu năm ánh sáng, Stephan's Quintet là một nhóm 5 thiên hà va chạm, trong đó bộ tứ ban đầu NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7319 và NGC 7320 tạo thành một liên kết vật lý - nghĩa là một nhóm thiên hà thực sự, có khả năng sáp nhập trong tương lai - và "kẻ xâm nhập" NGC 7318b đang lao thẳng vào trung tâm của nhóm với tốc độ lên tới hơn 2,9 triệu km/h (xấp xỉ 805 km/s).

Cấu trúc hỗn loạn này được xem là phòng thí nghiệm lý tưởng để nghiên cứu tương tác giữa các thiên hà, bao gồm sự kiện va chạm dữ dội và cách những tương tác này ảnh hưởng đến môi trường của chúng.

Quan sát mới được thực hiện với kính viễn vọng không gian James Webb và mạng lưới kính thiên văn mặt đất Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ở Chile đã cung cấp cho các nhà thiên văn học một cái nhìn rõ hơn về những gì xảy ra bên trong Stephan's Quintet khi kẻ xâm nhập NGC 7318b lao vào bộ tứ thiên hà một cách thô bạo.

Theo báo cáo tại cuộc họp lần thứ 241 của Hiệp hội Thiên văn học Mỹ hôm 9/1, vụ va chạm dữ dội này đã tạo ra sóng xung kích lớn gấp nhiều lần dải Ngân Hà và lan truyền qua plasma giữa các vì sao, kích hoạt các "nhà máy tái chế" khí hydro phân tử ấm và lạnh giữa 5 thiên hà của Stephan's Quintet.

Sóng xung kích tạo ra các "nhà máy tái chế" khí hydro phân tử trong nhóm thiên hà Stephan's Quintet. (Video: P. Appleton/B.Saxton)

Ngoài ra, Webb và ALMA còn tìm thấy một đám mây khí khổng lồ vỡ ra để tạo thành lớp "sương mù" khí ấm, thứ có thể là kết quả từ sự va chạm giữa hai đám mây hoặc thậm chí là sự hình thành của một thiên hà mới.

"Khi kẻ xâm nhập lao vào bộ tứ thiên hà, nó va chạm với một dòng khí cũ và tạo ra sóng xung kích khổng lồ. Khi sóng xung kích lan truyền trong không gian, nó tạo ra một lớp làm mát rất hỗn loạn và chính tại các khu vực bị ảnh hưởng bởi hoạt động dữ dội này, chúng ta đang thấy các cấu trúc bất ngờ và quá trình tái chế khí hydro phân tử. Điều này rất quan trọng vì hydro phân tử tạo thành nguyên liệu thô mà cuối cùng có thể hình thành sao. Hiểu được số phận của nó sẽ cho chúng ta biết thêm về sự tiến hóa của Stephan's Quintet và các thiên hà nói chung", tác giả chính của nghiên cứu Philip Appleton, nhà khoa học cấp cao tại Trung tâm Phân tích và Xử lý Hồng ngoại (IPAC) của Viện Công nghệ California, cho biết.

Những quan sát mới có ý nghĩa quan trọng đối với các mô hình lý thuyết về tác động của nhiễu loạn trong vũ trụ. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn cần nghiên cứu thêm để hiểu tác động của nhiễu loạn cấp độ cao, cũng như cách khí hydro ấm và lạnh tạo thành hỗn hợp.

Mặc dù dữ liệu của Webb và ALMA đã cung cấp nhiều thông tin về mối quan hệ giữa hỗn hợp khí hydro ấm và lạnh với khí hydro bị ion hóa do sóng xung kích, nhóm nghiên cứu sẽ phải chuyển sang dữ liệu quang phổ để có hiểu biết đầy đủ.

"Các quan sát quang phổ trong tương lai sẽ cho chúng ta biết khí ấm đang di chuyển nhanh như thế nào, giúp đo nhiệt độ của khí nóng và xem cách nó được làm mát bằng sóng xung kích. Về cơ bản, chúng ta đã hiểu được một mặt của câu chuyện. Bây giờ là lúc tìm hiểu mặt kia", Appleton nói thêm.

• Sau 150 năm cơ thể con người đã tiến hóa như thế nào? Câu trả lời khiến ai nấy đều phải kinh ngạc!
• Khai thác hết Trái đất, con người sắp chuyển sang Mặt trăng?
• 6 quái vật vũ trụ xuyên không 10 tỉ năm, hiện hình từ "thế giới đã mất"