Dải Ngân hà là thiên hà chứa Hệ Mặt Trời của chúng ta, là một cụm ngôi sao khổng lồ, bao gồm khoảng từ 100 tỷ đến 400 tỷ ngôi sao. Dải Ngân hà có thể có đường kính lên đến 200.000 năm ánh sáng và có hình dạng giống như một đĩa phẳng với một phần phình ra ở trung tâm được gọi là 'lõi thiên hà'.
Tất cả các ngôi sao và các hành tinh khác trong Dải Ngân hà đều quay quanh trọng tâm của nó, vì trọng lượng chính của Dải Ngân hà nằm ở trung tâm của nó, nơi có một lỗ đen siêu khổng lồ có trọng lượng gấp 4 triệu lần Mặt Trời và mật độ sao ở trung tâm Dải Ngân hà cũng cực kỳ cao. Hệ Mặt Trời của chúng ta nằm trong một nhánh xoắn ốc của Dải Ngân hà, cách trung tâm thiên hà khoảng 26.000 năm ánh sáng.
Chỉ cần có đủ vận tốc và hướng chuyển động chính xác, Trái Đất có thể thoát khỏi sức hấp dẫn của Mặt Trời và trở thành một hành tinh lãng đãng. Tương tự, nếu một ngôi sao có đủ vận tốc để thoát khỏi sức hấp dẫn của thiên hà, nó có thể trở thành một ngôi sao lãng đãng cho đến khi bị bắt giữ bởi các thiên hà hoặc các thiên thể khác.
Trong khoảng bốn tỷ năm tới, Dải Ngân hà sẽ va chạm với hàng xóm gần nhất của nó, Thiên hà Andromeda. Hai thiên hà xoắn ốc này hiện đang tiến về nhau với tốc độ 250.000 dặm mỗi giờ. Khi chúng va chạm, hậu quả sẽ không đáng sợ như chúng ta nghĩ – Trái Đất có thể vẫn tồn tại và ít ngôi sao sẽ bị hủy hoại thực sự. Thay vào đó, một siêu thiên hà mới sẽ hình thành mang lại cảnh quan bầu trời đêm tuyệt vời với sự pha trộn đầy ấn tượng của các ngôi sao và ánh sáng không giống với bất kỳ điều gì chúng ta thấy ngày nay.
Sử dụng Dải Ngân hà làm hệ tham chiếu và không xét đến tốc độ quay của Mặt Trời, theo ước lượng của các nhà khoa học, tại vị trí của Hệ Mặt Trời của chúng ta, tốc độ tối thiểu cần thiết để một vật thể thoát khỏi sức hấp dẫn của Dải Ngân hà là khoảng 320 km/giây.
Kể từ năm 2005, các nhà khoa học đã phát hiện một số ngôi sao di chuyển với tốc độ cực nhanh trong Dải Ngân hà, với tốc độ có thể lên đến hơn 1.000 km/giây, thậm chí một số ngôi sao có thể vượt quá 2.000 km/giây, vượt xa tốc độ thoát ra của Dải Ngân hà vào thời điểm hiện tại. Dự đoán của các nhà khoa học, nếu không có gì bất ngờ xảy ra, những ngôi sao này sẽ tất cả rời khỏi Dải Ngân hà trong tương lai.
Tàu thăm dò Gaia là một tàu thăm dò không gian do Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) phóng vào năm 2013. Nhiệm vụ chính của nó là lập bản đồ vị trí và quỹ đạo chuyển động của hơn 1 tỷ ngôi sao trong Dải Ngân hà. Nó có khả năng đo vị trí và chuyển động của các ngôi sao, cũng như đo độ sáng và màu sắc của chúng, đồng thời cũng có thể phân tích quang phổ của các ngôi sao để xác định thành phần hóa học và tốc độ chuyển động của chúng.
Chúng ta thực sự không biết có bao nhiêu ngôi sao cụ thể trong thiên hà của chúng ta. Nhiều trong số chúng là những ngôi sao mờ, có khối lượng thấp, khó phát hiện ở khoảng cách vũ trụ rộng lớn. Các nhà thiên văn đã ước lượng tổng số sao dựa trên khối lượng và độ sáng của Dải Ngân hà, nhưng vẫn khó nắm bắt được con số chính xác.
Một nhóm nghiên cứu thiên văn từ Đại học Barcelona ở Tây Ban Nha đã nêu trong một bài báo rằng dựa trên thông số chuyển động của sao mà Gaia thu thập được, họ đã theo dõi và nghiên cứu một nhóm gồm 1.752 ngôi sao có loại quang phổ O và Be. Đây đều là những ngôi sao có khối lượng lớn và các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng có lẽ có nhiều ngôi sao thoát ra khỏi Dải Ngân hà hơn người ta nghĩ trước đây, ước lượng lên tới 10 triệu ngôi sao.
Số lượng ngôi sao trong Dải Ngân hà có thể lên tới 400 tỷ, nếu thực sự có 10 triệu ngôi sao thoát khỏi Dải Ngân hà thì đây không phải là một con số nhỏ.
Dải Ngân hà cũng được bao quanh bởi hơn 150 nhóm sao cổ xưa, một số trong số đó nằm trong số những nhóm sao cổ nhất trong vũ trụ.
Về nguồn gốc của tốc độ cực cao của những ngôi sao này, các nhà thiên văn đã đưa ra nhiều khả năng, trong đó có hai khả năng được công nhận cao.
Một trong số đó được gọi là 'lý thuyết phóng động lực'. Quan điểm này cho rằng sự phóng động lực có thể xảy ra khi có một cụm sao trẻ dày đặc chứa một số lượng lớn các sao có khối lượng lớn. Khi khoảng cách đủ gần, lực hấp dẫn phức tạp giữa nhiều sao tương tác có thể khiến một hoặc nhiều ngôi sao bị ném ra ngoài và những ngôi sao này có thể đạt tốc độ cực nhanh.
Hình minh họa.
Phần còn lại được gọi là 'thuyết siêu tân tinh nhị phân'. Theo quan điểm này, khi một ngôi sao trong hệ nhị phân hoặc hệ nhiều sao trải qua vụ nổ siêu tân tinh, áp suất bức xạ mạnh và sóng xung kích vật chất mà nó tạo ra có thể đẩy các ngôi sao khác trong hệ nhị phân hoặc hệ nhiều sao nơi nó đặt mình ra xa hệ đôi hoặc hệ nhiều sao.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa hiểu rõ nguyên nhân gì khiến những ngôi sao này đạt được tốc độ nhanh như vậy, liệu có phải do nhiều yếu tố, và tỷ lệ của các yếu tố khác nhau hay không.