Phát hiện ra ngân hà gần như không có vật chất tối, giới thiên văn học đau đầu không hiểu tại sao

Vật chất tối vốn đã rất khó hiểu mà sau phát hiện ngày mới này, nó lại càng gây bối rối hơn nữa. Các nhà thiên văn học khám phá ra một dải ngân hà gần như không có một chút vật chất tối nào.

Nói thật ra thì, ta vẫn chưa chắc chắn "vật chất tối" là thứ gì, nhưng ở thời điểm hiện tại, nó là lời giải thích hợp lý nhất cho những hiện tượng vật lý, những học thuyết vật lý vũ trụ mà ta vẫn sử dụng và vẫn đúng. Đa số các ngân hà được cho là có lượng vật chất tối nhiều hơn vật chất thông thường. Khoa học vốn vận hành như vậy đó.

Dải ngân hà này chứa quá ít vật chất tối để mà có thật, và điều này đang làm đau đầu các nhà thiên văn học.

Dựa theo những khái niệm ta đang sử dụng về sự tiến hóa của dải ngân hà, thì vật chất tối không chỉ đơn giản là thành phần mà còn là yêu cầu quan trọng để tạo nên một dải ngân hà. Ngân hà mới được phát hiện này có tên NGC1052-DF2 nằm cách ta 65 triệu năm ánh sáng, nằm tại khu vực chòm sau Cetus.

Kích thước vật lý của nó cũng tương đương với Dải Ngân hà, nhưng lượng sao của nó ít hơn hẳn, tỉ lệ là 1/200 – cứ 200 sao trong Dải Ngân hà mới có 1 sao tại NGC 1052-DF2. Ngân hà này thưa đến mức ta có thể nhìn xuyên qua nó, sang những ngân hà đằng sau.

Vừa ít sao lại vừa ít vật chất tối, nên là ngân hà NGC 1052-DF2 có khối lượng rất thấp.

"Việc tìm được một ngân hà mà không có vật chất tối là điều bất ngờ với chúng tôi bởi lẽ thứ vật chất vô hình, bí ẩn này đáng lẽ phải là thứ chiếm phần nhiều trong bất cứ ngân hà nào", trưởng ban nghiên cứu, giáo sư Pieter van Dokkum từ Đại học Yale phát biểu.

"Nhiều thập kỉ nay, chúng ta vẫn nghĩ rằng ngân hà bắt nguồn từ một cụm vật chất tối. Sau đó mọi thứ mới bắt đầu hình thành: khí gas tích tụ lại quanh các quầng sáng của vật chất tối, khí gas biến thành những ngôi sao, chúng lớn dần lên và tạo thành một ngân hà, giống như Dải Ngân hà này vậy. NGC 1052-DF2 đi ngược lại với khái niệm sự hình thành của các ngân hà".

Nhưng bên cạnh đó, ngân hà này đóng một vai trò quan trọng trong nghiên cứu vật chất tối. Nó không có nhiều vật chất tối nhưng vẫn có sao, NGC 1052-DF2 giúp ta chứng minh được rằng vật chất tối thực sự tồn tại ở các ngân hà khác và vật chất tối khác biệt với vật chất có tính baryon - một hạt hạ nguyên tử hợp lại từ 3 quark.

Giáo sư van Dokkum và đội ngũ nghiên cứu của mình phát hiện ra ngân hà này nhờ Dàn Kính viễn vọng Dragonfly, vốn được thiết kế để bắt được hình ảnh của những vật thể mờ trong Vũ trụ. Sau khi phát hiện ra ngân hà này tồn tại, họ sẽ dùng những kính viễn vọng khác để nhìn vào bên trong nó, xác định được kích thước lớn và tính nhất mờ nhạt của nó.

Điểm khác biệt chính của ngân hà này so với các ngân hà khác mà ta biết tới thời điểm này là lượng vật chất tối ít ỏi của nó.

"Cứ tưởng tượng bạn lấy một ngân hà mà chỉ có các quần sao và các cụm tròn, chứ chẳng có cái gì khác cả", ông van Dokkum nói.

"Không có học thuyết nào có thể dự đoán được việc những ngân hà tương tự như thế này tồn tại. Nó hoàn toàn là một bí ẩn. Và chưa thể biết được quá trình hình thành nên chúng".

Có một lời giải thích có thể hợp lý: NGC1052-DF2 nằm trong một cụm ngân hà bị chi phối bởi một ngân hà khổng lồ có tên NGC 1052. Theo như báo cáo nghiên cứu, có thể cụm ngân hà nhỏ này được tạo nên bởi khí gas vốn đang tiến về NGC 1052 để tạo nên ngân hà, nhưng vì không tới được nơi, nên nó tụ lại thành NGC 1052-DF2. 

Hoặc cũng có thể ngân hà này được tạo nên từ khí gas thoát ra khi hai ngân hà khác hòa làm một. Hoặc là đã có một sự kiện gì đó xóa sổ toàn bộ số vật chất tối khỏi ngân hà này.

Nhưng những giả thuyết trên không bác bỏ được sự kì lạ của ngân hà NGC 1052-DF2. Đội ngũ nghiên cứu vẫn đang cố gắng tìm ra một ngân hà khác tương tự, nhằm làm sáng tỏ một (trong hàng tỉ tỉ) bí ẩn của Vũ trụ này.