Những nghiên cứu mới đem lại bằng chứng rõ ràng nhất từ trước đến nay về thời điểm dải Ngân Hà sơ khai hợp nhất với nhau, bao gồm cả việc hợp nhất với một thiên hà vệ tinh quan trọng.
Sử dụng những phương pháp thiên văn học tân tiến, các nhà nghiên cứu đã xác định được tuổi chính xác nhất của khoảng một trăm ngôi sao đỏ khổng lồ trong dải Ngân Hà. Với dữ liệu này, họ đã có thể làm sáng tỏ những gì đã xảy ra khi dải Ngân Hà hợp nhất với một thiên hà vệ tinh xoay quanh (còn được biết đến là Gaia-Enceladus) khoảng 10 tỷ năm trước.
Kết quả đã được công bố vào hôm nay (ngày 17.05.2021) trên tạp chí Thiên Văn Học Tự Nhiên.
“Bằng chứng của chúng tôi cho thấy, khi sự hợp nhất diễn ra, dải Ngân Hà đã tạo thành một cộng đồng lớn các ngôi sao”, Fiorenzo Vincenzo - tác giả nghiên cứu và là thành viên tại Trung tâm Vũ Trụ Học và Vật Lý Hạt Thiên Văn của Đại Học Ohio - cho biết.
Có rất nhiều ngôi sao “tự sản xuất” đã kết thúc trên bề mặt phẳng dày ở trung tâm của dải Ngân Hà, trong khi hầu hết các ngôi sao khác được thu thập từ Gaia-Enceladus đều nằm trong vòng tròn ánh sáng bên ngoài của dải Ngân Hà. “Sự kiện hợp nhất với Gaia-Enceladus, được coi là một trong những sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử của dải Ngân Hà, giúp định hình cách chúng ta quan sát nó ngày nay”, Josefina Montalban, trưởng nhóm dự án thuộc Trường Vật Lý và Thiên Văn Học Đại Học Birmingham ở Anh cho biết.
Bằng việc xác định tuổi của các ngôi sao, lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đã có thể khẳng định rằng các ngôi sao trong Gaia-Enceladus có tuổi tương tự hoặc ít trẻ hơn một chút so với phần lớn các ngôi sao trong dải Ngân hà. Sự hợp nhất mạnh mẽ giữa hai thiên hà đã gây ra sự đột biến toàn diện. Kết quả cho thấy quỹ đạo của các ngôi sao trong thiên hà đã bị thay đổi, điều này khiến chúng trở nên khác biệt hơn bao giờ hết.
Vincenzo đã đối chiếu sự di chuyển của các ngôi sao với một loại nhảy múa, nơi mà các ngôi sao ở Gaia-Enceladus trước đây di chuyển khác với các ngôi sao trong dải Ngân hà. Vincenzo cũng nhấn mạnh rằng, các ngôi sao thậm chí còn có vẻ ngoại hình khác nhau và các ngôi sao ở bên ngoài và bên trong dải Ngân hà có sự khác biệt về thành phần hóa học.
Các nhà nghiên cứu đã áp dụng nhiều phương pháp và nguồn dữ liệu khác nhau để tiến hành nghiên cứu.
Họ đã có thể tính toán chính xác tuổi của các ngôi sao thông qua việc sử dụng kỹ thuật địa chấn sao - asteroseismology, một lĩnh vực tương đối mới nhằm khám phá cấu trúc bên trong của các ngôi sao. Mathieu Vrard, một đồng nghiên cứu sau tiến sĩ tại Bộ Thiên văn của Bang Ohio, cho biết các tác giả đã nghiên cứu về sự rung động của các ngôi sao, nghĩa là nghiên cứu về sóng âm thanh truyền qua bên trong của chúng.
“Điều đó cho phép chúng tôi có thể tính toán chính xác tuổi của các ngôi sao, từ đó có thể xác định niên đại của các sự kiện xảy ra trong dải Ngân hà từ thuở sơ khai” - Vrard nói.
Nghiên cứu còn sử dụng phương pháp quan sát quang phổ gọi là APOGEE, nó cung cấp thông tin về thành phần hóa học của các ngôi sao - một phương tiện thay thế trong việc xác định tuổi của chúng.
Montalban đã nói rằng: “Chúng tôi đã thể hiện tiềm năng to lớn của kỹ thuật địa chấn sao kết hợp với quang phổ học đối với các ngôi sao riêng lẻ có niên đại”.
Theo các nhà nghiên cứu, đây chỉ là bước khởi đầu của nghiên cứu này.
“Chúng tôi hiện đang lên kế hoạch áp dụng phương pháp này cho các mẫu ngôi sao lớn hơn và có những đặc điểm tinh vi hơn của phổ tần số”.
“Cuối cùng, điều này sẽ mang lại cái nhìn sâu sắc hơn về lịch sử hình thành và quá trình phát triển của dải Ngân hà” - Vincenzo chia sẻ.
Công trình này là thành quả của dự án Asterochronome hợp tác, được tài trợ bởi Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu.