Các nhà thiên văn học Úc nói rằng thiên hà Milky Way của chúng ta chỉ có một nửa vật chất tối mà chúng ta nghĩ nó đã làm. Nếu vậy, nó giải thích sự thiếu hụt của các vệ tinh Milky Way.
Nghệ sĩ khái niệm về hào quang của vật chất tối xung quanh dải ngân hà của chúng ta. Hình ảnh qua ProfMattStrassler.com
Các nhà thiên văn học Úc hiện đang theo đuổi chủ đề tại sao thiên hà Milky Way của chúng ta có ít vệ tinh quay quanh hơn so với một lý thuyết phổ biến về vũ trụ - lý thuyết vật chất tối lạnh - nói nó nên. Họ nói lý do là, theo các phép đo của họ, có chỉ một nửa lượng vật chất tối trong Dải Ngân hà như suy nghĩ trước đây, chỉ bằng 800 tỷ lần khối lượng mặt trời của chúng ta.
Ý tưởng của họ là những nghiên cứu mới nhất trong một loạt các nghiên cứu khác nhau, tất cả đều cố gắng giải thích các vệ tinh bị thiếu của Milky Way.
Nhà vật lý thiên văn người Úc Prajwal Kafle và nhóm của ông đã sử dụng một phương pháp được phát triển gần 100 năm trước - trước khi vật chất tối là tia sáng trong bất kỳ con mắt vật lý thiên văn nào - để đo vật chất tối. Nhà thiên văn học nổi tiếng người Anh James Jeans đã nghĩ ra kỹ thuật này vào năm 1915.
Tiến sĩ Kafle, người gốc Nepal, nói rằng ông và nhóm của mình có thể đo được khối lượng vật chất tối trong Dải Ngân hà bằng cách nghiên cứu tốc độ của các ngôi sao trên khắp thiên hà. Ông nói rằng lần đầu tiên họ đã thăm dò các rìa của Dải Ngân hà, nhìn kỹ vào rìa của thiên hà cách Trái đất khoảng 5 triệu nghìn tỷ km. Kafle nói:
Ý tưởng hiện tại về sự hình thành và tiến hóa của thiên hà, được gọi là lý thuyết vật chất tối lạnh lambda, dự đoán rằng sẽ có một số thiên hà vệ tinh lớn xung quanh Dải Ngân hà có thể nhìn thấy được bằng mắt, nhưng chúng ta không thấy điều đó.
Khi bạn sử dụng phép đo khối lượng của vật chất tối, lý thuyết dự đoán rằng chỉ có ba thiên hà vệ tinh ngoài đó, đó chính xác là những gì chúng ta thấy; Đám mây Magellan lớn, Đám mây Magellan nhỏ và Thiên hà lùn Sagittarius.
Tuy nhiên, các chương trình nghiên cứu khác đã đưa ra kết luận khác nhau để giải thích sự thiếu hụt các thiên hà vệ tinh lớn cho Dải Ngân hà. Khoảng một tháng trước, các nhà khoa học châu Âu - nhà vũ trụ học và nhà vật lý hạt, làm việc cùng nhau - nói rằng các hạt vật chất tối có thể đã tương tác với các photon và neutrino trong vũ trụ trẻ. Nếu kịch bản đó là chính xác, vật chất tối sẽ có phân tán, và sự tán xạ này sẽ dẫn đến các vệ tinh Milky Way ít hơn, mà không phụ thuộc vào sự giảm khối lượng của các vệ tinh Milky Way mà các nhà thiên văn học Úc đề xuất.
Và đã có những ý tưởng khác. Ví dụ, vào năm 2011, các nhà thiên văn học cho rằng Dải Ngân hà đã giết chết các vệ tinh của nó ngay sau khi những ngôi sao đầu tiên xuất hiện, khoảng 150 triệu năm sau Vụ nổ lớn.
Các nhà thiên văn học ngày nay thường đồng ý rằng vật chất tối chiếm khoảng 25% khối lượng vũ trụ của chúng ta. Họ đồng ý rằng vật chất thông thường - tất cả những thứ được tạo ra từ các nguyên tử thông thường, như các thiên hà, ngôi sao, hành tinh và con người - chỉ chiếm 4% khối lượng của vũ trụ. Phần còn lại của khối vũ trụ là năng lượng tối, theo các lý thuyết vũ trụ học hiện đại.
Vật chất tối được cho là bao quanh chúng ta, nhưng nó không phản chiếu ánh sáng như vật chất thông thường, và vì vậy nó vô hình. Ngoài ra, vật chất tối không tương tác với vật chất thông thường theo những cách thông thường; ví dụ, nếu bạn giơ một ngón tay cái, các nhà thiên văn học cho biết, hàng triệu hạt vật chất tối sẽ chảy qua nó mỗi giây. Do đó, vật chất tối đã được chứng minh là khó nắm bắt đối với các nhà thiên văn học. Nhưng vật chất tối không tương tác hấp dẫn. Đó là những gì các nhà thiên văn học Úc đang đo lường; họ đang đo tốc độ của các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta, được xác định bởi khối lượng chung của thiên hà, bao gồm cả vật chất tối của nó.
Chúng ta có cần cả ba kết quả được đề cập ở trên không - các hạt vật chất tối tương tác với photon và neutrino, Dải Ngân hà giết chết các vệ tinh của nó, vật chất tối là một nửa những gì chúng ta nghĩ - để giải thích các vệ tinh bị mất của Milky Way? Theo logic, một người sẽ nghĩ như vậy.
Các nhà thiên văn học người Úc sẽ đo các phép đo mới cho thấy một nửa vật chất tối đối với Dải Ngân hà được xác nhận bởi các nhà thiên văn học khác, và đó có phải là câu trả lời cho tình huống khó xử về vệ tinh? Câu trả lời đó vẫn chưa rõ ràng, nhưng thật thú vị khi các nhà thiên văn học đã nghĩ ra những dự án và ý tưởng sáng tạo khác nhau này để giải thích bí ẩn vệ tinh Milky Way bị mất tích.
Được biết đến các ứng cử viên vệ tinh dải ngân hà. Một số có thể không phải là vệ tinh thực sự, nhưng có thể chỉ đơn giản là đang bay gần chúng ta trong không gian. Ba lớn nhất là Đám mây Magellan Lớn, Đám mây Magellan Nhỏ và Thiên hà Lùn Nhân Mã. Hình ảnh qua Wikimedia Commons.
Điểm mấu chốt: Các nhà thiên văn học Úc nói rằng dải ngân hà của chúng ta chỉ bằng một nửa vật chất tối mà chúng ta nghĩ nó đã làm. Nếu vậy, nó giải thích sự thiếu hụt của các vệ tinh Milky Way.