Ít nhất! Sáu vật thể khác có thể là các thiên hà lùn hoặc các cụm cầu. Những vệ tinh Milky Way khiêm tốn này là chìa khóa cho câu đố vật chất tối.
Xem lớn hơn. | Một bản đồ hồng ngoại của thiên hà Milky Way của chúng ta, hiển thị 9 vật thể mới - các thiên hà lùn và / hoặc các cụm cầu - được đánh dấu màu đỏ. Hình ảnh qua S. Koposov, V. Belokurov (IoA, Cambridge) và khảo sát 2MASS.
Một nhóm các nhà thiên văn học từ Đại học Cambridge cho biết họ đã xác định được 9 vật thể mới - ba thiên hà nhỏ xác định và sáu thiên hà hoặc cụm sao cầu - quay quanh thiên hà Milky Way của chúng ta. Họ nói rằng nó có số lượng lớn nhất các vật thể nhỏ quay quanh Dải Ngân hà từng được phát hiện cùng một lúc. Nine nghe có vẻ rất nhiều, vì thiên hà Milky Way của chúng ta chỉ có khoảng 150 cụm sao hình cầu được biết đến và chỉ có vài chục thiên hà vệ tinh có thể, với các đám mây Magellanic lớn và nhỏ bất thường - có thể nhìn thấy từ Nam bán cầu - được biết đến nhiều nhất . Những vật thể này được tìm thấy thông qua dữ liệu hình ảnh mới được phát hành lấy từ Khảo sát năng lượng tối. Các nhà thiên văn học cho biết những vật thể khiêm tốn này quay quanh Dải Ngân hà của chúng ta có thể giúp làm sáng tỏ một số bí ẩn đằng sau vật chất tối. Trong một tuyên bố được phát hành vào ngày 10 tháng 3 năm 2015, Đại học Cambridge cũng cho biết:
Kết quả mới cũng đánh dấu phát hiện đầu tiên về các thiên hà lùn - các thiên thể nhỏ quay quanh các thiên hà lớn hơn - trong một thập kỷ, sau khi hàng chục được tìm thấy vào năm 2005 và 2006 trên bầu trời phía Bắc Bán cầu.
Các vệ tinh mới được tìm thấy ở Nam bán cầu gần các đám mây Magellanic lớn và nhỏ
Eridanus-1, một trong ba vật thể dễ thấy nhất được phát hiện quay quanh Dải Ngân hà của chúng ta. Hình ảnh qua V. Belokurov, S. Koposov (IoA, Cambridge).
Dải ngân hà của chúng ta chứa hàng trăm tỷ ngôi sao, nhưng các thiên hà lùn được biết đến với số lượng ít nhất là 5.000 ngôi sao. Các nhà thiên văn học này cho biết các thiên hà mới được phát hiện nhỏ hơn một tỷ lần so với Dải Ngân hà và có khối lượng nhỏ hơn một triệu lần. Gần nhất là khoảng 95.000 năm ánh sáng, trong khi xa nhất là hơn một triệu năm ánh sáng.
Tiến sĩ Serge Koposov thuộc Viện Thiên văn học Cambridge, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết:
Việc phát hiện rất nhiều vệ tinh trong một khu vực nhỏ như vậy trên bầu trời là hoàn toàn bất ngờ. Tôi không thể tin vào mắt mình.
Trong những năm gần đây, vài chục thiên hà vệ tinh Milky Way đã khiến các nhà thiên văn bối rối. Số lượng các thiên hà lùn được biết đến quay quanh Dải Ngân hà của chúng ta không lớn như các nhà khoa học tin rằng nó phải như vậy, dựa trên các mô phỏng trên máy tính. Các mô hình vũ trụ được chấp nhận nhất của vũ trụ dự đoán sẽ có hàng trăm thiên hà lùn trên quỹ đạo xung quanh Dải Ngân hà của chúng ta. Nhưng, cho đến nay, chúng tôi đã nhìn thấy hàng trăm người.
Một số nhà thiên văn học đã cố gắng tính đến sự thưa thớt của các vệ tinh Milky Way trên lý thuyết. Năm ngoái, các nhà vũ trụ học và vật lý hạt châu Âu đã cùng nhau điều chỉnh mô hình được chấp nhận về cách thức vật chất tối lạnh giúp xây dựng các thiên hà trong vũ trụ của chúng ta để giải thích sự thiếu hụt các vệ tinh của Dải Ngân hà.
Các nhà thiên văn học của Đại học Cambridge có một cách tiếp cận quan sát hơn. Họ nói rằng độ mờ và kích thước nhỏ của các thiên hà vệ tinh Milky Way, chỉ đơn giản là khiến chúng cực kỳ khó tìm.
Vệ tinh Milky Way mới được phát hiện - Horologium - 1. Hình ảnh qua V. Belokurov, S. Koposov (IoA, Cambridge).
Nhưng việc tìm thấy chúng - hoặc tìm ra một số lý do tại sao chúng lại xuất hiện ở đó - rất quan trọng đối với các nhà thiên văn học. Đó là vì những thiên hà lùn này chứa tới 99% vật chất tối và chỉ một phần trăm vật chất có thể quan sát được.
Trong toàn bộ vũ trụ của chúng ta, vật chất tối được cho là chiếm 25% tổng số vật chất và năng lượng trong vũ trụ của chúng ta. Chúng ta có thể nhìn thấy nó, và nó đã được phát hiện trực tiếp bởi các máy dò trái đất, nhưng các nhà thiên văn học biết rằng nó tồn tại thông qua lực hấp dẫn mà nó tác động. Nếu bạn là một nhà thiên văn học, bạn có thể cưỡng lại một câu đố như vậy không? Những nhà thiên văn học này cũng có thể chống lại nó.
Khảo sát năng lượng tối - bắt đầu vào tháng 8 năm 2013 và sẽ tiếp tục trong 5 năm - đã được thiết kế đặc biệt để khám phá các vệ tinh của Dải Ngân hà. Cuộc khảo sát đang chụp một phần lớn bầu trời phía nam ra khoảng cách rộng lớn. Nó thực hiện điều đó thông qua công cụ chính của nó là Máy ảnh năng lượng tối, máy ảnh 570 megapixel, có thể nhìn thấy các vật thể cực kỳ mờ nhạt cách Trái đất tới tám tỷ năm ánh sáng. Mục tiêu cuối cùng của Khảo sát Năng lượng tối là thăm dò nguồn gốc của vũ trụ đang tăng tốc. Theo tuyên bố được phát hành vào ngày 10 tháng 3, nó đã làm điều này bằng cách:
* Đếm cụm thiên hà. Trong khi trọng lực kéo khối lượng lại với nhau để tạo thành các thiên hà, năng lượng tối đẩy nó ra xa nhau. Camera Năng lượng tối sẽ nhìn thấy ánh sáng từ 100.000 cụm thiên hà cách xa hàng tỷ năm ánh sáng. Đếm số lượng cụm thiên hà tại các thời điểm khác nhau làm sáng tỏ cuộc cạnh tranh vũ trụ này giữa trọng lực và năng lượng tối.
* Đo siêu tân tinh. Siêu tân tinh là một ngôi sao phát nổ và trở nên sáng như toàn bộ thiên hà của hàng tỷ ngôi sao. Bằng cách đo độ sáng của chúng xuất hiện trên Trái đất, các nhà khoa học có thể cho biết chúng ở bao xa. Thông tin này có thể được sử dụng để xác định vũ trụ đã giãn nở nhanh như thế nào kể từ vụ nổ ngôi sao. Cuộc khảo sát sẽ phát hiện 4.000 siêu tân tinh này, đã phát nổ hàng tỷ năm trước trong các thiên hà cách xa hàng tỷ năm ánh sáng.
* Nghiên cứu sự uốn cong của ánh sáng. Khi ánh sáng từ các thiên hà xa xôi gặp vật chất tối trong không gian, nó sẽ uốn cong xung quanh vật chất, khiến những thiên hà đó xuất hiện méo mó trong hình ảnh của kính viễn vọng. Cuộc khảo sát sẽ đo hình dạng của 200 triệu thiên hà, cho thấy sự giằng xé vũ trụ giữa trọng lực và năng lượng tối trong việc định hình các khối vật chất tối trong không gian.
* Sử dụng sóng âm thanh để tạo bản đồ mở rộng quy mô lớn theo thời gian. Khi vũ trụ chưa đầy 400.000 năm tuổi, sự giao thoa giữa vật chất và ánh sáng đã tạo ra một loạt các sóng âm truyền đi với tốc độ gần bằng 2/3 tốc độ ánh sáng. Những sóng đó để lại một im về cách các thiên hà được phân phối trong vũ trụ. Cuộc khảo sát sẽ đo các vị trí trong không gian của 300 triệu thiên hà để tìm ra im này và sử dụng nó để suy ra lịch sử mở rộng vũ trụ.
Thật tuyệt
Bởi vì nó có thể nhìn thấy những vật thể mờ nhạt như vậy, Khảo sát Năng lượng Tối hiện đang tình cờ phát hiện ra câu đố vật chất tối vì nó liên quan đến các thiên hà vệ tinh lùn Milky Way. Vasily Belokurov thuộc Viện Thiên văn học, một trong những đồng tác giả nghiên cứu, cho biết:
Các vệ tinh lùn là biên giới cuối cùng để thử nghiệm các lý thuyết của chúng ta về vật chất tối. Chúng ta cần tìm ra chúng để xác định xem bức tranh vũ trụ của chúng ta có ý nghĩa hay không.
Tuy nhiên, việc tìm thấy một nhóm lớn các vệ tinh gần Đám mây Magellan là điều đáng ngạc nhiên, vì các cuộc khảo sát trước đó về bầu trời phía nam tìm thấy rất ít, vì vậy chúng tôi không mong đợi sẽ vấp ngã vào kho báu như vậy.