Các nhà thiên văn phát hiện vật thể vũ trụ chưa từng thấy

NASA gọi vật thể nằm cách Trái đất khoảng 14 triệu năm ánh sáng này là Cloud-9 và mô tả nó như một đám mây hydro trung tính giàu vật chất tối nhưng không chứa bất kỳ ngôi sao nào. Các nhà khoa học từ lâu đã dự đoán sự tồn tại của những đám mây như vậy trong vũ trụ, nhưng đây là lần đầu tiên một trường hợp được xác nhận bằng quan sát trực tiếp.

Theo lý thuyết, đây là những cấu trúc do vật chất tối chi phối, có chứa khí nhưng không tích tụ đủ để kích hoạt quá trình hình thành sao, tức là những “khối xây dựng” của thiên hà đã… thất bại ngay từ đầu.

Cloud-9 được phát hiện lần đầu cách đây ba năm, nhưng chỉ đến gần đây kính viễn vọng không gian Hubble mới đủ khả năng xác nhận rằng bên trong nó thực sự không hề có sao. Alejandro Benitez-Llambay, phó giáo sư tại Đại học Milano-Bicocca (Ý) và là trưởng nhóm nghiên cứu, gọi Cloud-9 là “câu chuyện của một thiên hà không bao giờ thành hình”.

Ông cho biết: “Trong khoa học, đôi khi chúng ta học được nhiều hơn từ những thất bại so với những thành công. Việc không tìm thấy sao chính là bằng chứng cho thấy lý thuyết đúng. Chúng tôi đã tìm thấy, ngay trong vũ trụ lân cận, một khối vật chất nguyên thủy chưa từng phát triển thành thiên hà”.

Phần lõi của Cloud-9 được cấu tạo chủ yếu từ hydro trung tính, có đường kính khoảng 4.900 năm ánh sáng. Tổng khối lượng khí hydro của nó tương đương khoảng 1 triệu lần khối lượng Mặt trời. Đáng chú ý hơn, nó còn chứa một lượng vật chất tối khổng lồ ước tính khoảng 5 tỉ lần khối lượng Mặt trời.

Andrew Fox, một thành viên trong nhóm nghiên cứu, mô tả Cloud-9 như một “cửa sổ nhìn vào vũ trụ tối”.

“Chúng ta biết rằng phần lớn khối lượng của vũ trụ là vật chất tối, nhưng nó rất khó quan sát vì không phát ra ánh sáng. Cloud-9 cho phép chúng ta hiếm hoi nhìn thấy trực tiếp một cấu trúc bị vật chất tối chi phối”, ông nói.

NASA cho biết phát hiện này cũng gợi ý rằng trong vũ trụ có thể tồn tại rất nhiều cấu trúc nhỏ tương tự, những đám mây vật chất tối không hình thành sao và do đó gần như vô hình trước các phương pháp quan sát truyền thống. Vì chúng mờ nhạt và thường bị lấn át bởi ánh sáng của các ngôi sao và thiên hà lân cận, chúng ít khi trở thành đối tượng nghiên cứu.

Cloud-9 là đám mây khí thứ chín được xác định ở vùng rìa của thiên hà xoắn ốc Messier 94. So với các đám mây khác, nó nhỏ hơn, đặc hơn và có hình cầu rõ rệt hơn, đồng thời có vẻ có mối liên hệ vật lý với thiên hà này.

Trong thời gian tới, các nhà thiên văn sẽ tiếp tục khảo sát Cloud-9 để hiểu rõ hơn về vật chất tối, về những “thiên hà thất bại” và về giai đoạn đầu của vũ trụ. Họ cũng sẽ tìm kiếm thêm các vật thể tương tự.

“Trong số những hàng xóm thiên hà của chúng ta, có thể vẫn còn vài ‘ngôi nhà bị bỏ hoang’ ngoài kia”, nhà nghiên cứu Rachael Beaton (Viện Khoa học Kính viễn vọng không gian) ví von.

Theo NASA, Cloud-9 có thể vẫn tiếp tục tiến hóa và nếu tích tụ thêm đủ vật chất, nó thậm chí có thể phát triển thành một thiên hà thực thụ trong tương lai, dù hiện tại nó vẫn là minh chứng sống động cho một nhánh rẽ “không thành công” trong lịch sử hình thành cấu trúc của vũ trụ.