Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra những cánh tay xoắn ốc trẻ ở trung tâm của thiên hà hình elip khổng lồ Centaurus A. Các nhánh xoắn ốc hình thành ngay sau khi va chạm với một thiên hà khác cách đây vài trăm triệu năm.
Các thiên hà hình elip, thông thường, khá đơn giản: những khối cầu khổng lồ của những ngôi sao cũ. Nhưng thiên hà khổng lồ Centaurus A (Cen A) ẩn giấu một môi trường phức tạp nằm sâu trong lõi của nó. Các quan sát gần đây cho thấy các cánh tay xoắn ốc khí, có chiều dài vài nghìn năm ánh sáng, xoay quanh trái tim của thiên hà. Những cánh tay, chưa từng thấy trong một thiên hà hình elip, rất có thể được hình thành sau khi Cen A nuốt một thiên hà khác vào khoảng vài trăm triệu năm trước. Khám phá này là một bước nữa để tìm hiểu sự hình thành và tiến hóa của một số thiên hà lớn nhất trong vũ trụ.
Centaurus A là thiên hà hình elip khổng lồ gần nhất với Trái đất. Hình ảnh tổng hợp này cho thấy quầng sáng của các ngôi sao, một làn bụi từ vụ va chạm gần đây với một thiên hà khác và các tia khí được điều khiển bởi một lỗ đen siêu lớn ở lõi thiên hà. Bản đồ màu cam bước sóng vô tuyến, màu xanh là tia X, và các ngôi sao và bụi là ánh sáng nhìn thấy được. Tín dụng: ESO / WFI (Quang); MP IfR / ESO / APEX / A. WEiss et al. (Submillimetre); NASA / CXC / CfA / R.Kraft et al. (Tia X)
Cen A được biết đến là bất thường. Đặc điểm nổi bật nhất là làn đường bụi tối chia đôi tầm nhìn của chúng ta về quầng sao. Dải tối, chứa đầy khí hydro và các hạt bụi liên sao, là phần còn lại của một thiên hà khác bị xé toạc bởi một cuộc chạm trán với Cen A. Các quan sát mới sử dụng kính viễn vọng vô tuyến để nhìn xuyên qua các đám mây bụi dày vào trung tâm thiên hà. Các hình ảnh cho thấy một đĩa khí carbon monoxide tạo thành các nhánh xoắn ốc giống như các vòng xoắn lớn của thiên hà Milky Way của chúng ta.
Bên trái là hình ảnh ánh sáng có thể nhìn thấy của Cen A. Ở bên phải, một hình ảnh tổng hợp được phóng to ở trung tâm thiên hà cho thấy các nhánh xoắn ốc. Các nhánh xoắn ốc được thể hiện bằng màu xanh lá cây (đến từ ánh sáng phát ra từ khí carbon monoxide). Các đặc điểm khác trong ảnh là ánh sáng hồng ngoại từ bụi và các phân tử hữu cơ (màu đỏ) và phát xạ tia X (màu xanh). Ánh sáng tia X đến từ các tia nước vuông góc với mặt phẳng của thiên hà. Tín dụng: Espada, D. et al. 2012
Mô phỏng máy tính chỉ ra rằng vụ va chạm gần đây rất có thể đã cung cấp khí cho lõi thiên hà. Khí lột khỏi thiên hà ăn thịt người được đưa vào trung tâm trong khi nhiễu loạn hấp dẫn kích hoạt sự hình thành các nhánh xoắn ốc. Khi các cánh tay quét qua thiên hà, chúng nén khí dọc theo các cạnh đầu của chúng và châm ngòi cho những đợt hình thành sao mới. Trong khi hầu hết các thiên hà hình elip đã ngừng tạo ra những ngôi sao mới, những nhánh xoắn ốc này có thể sẽ cho Cen A một hợp đồng thuê mới cho sự sống!
Kết quả được công bố ngày 1 tháng 9 năm 2012 trong Tạp chí Vật lý thiên văn.
Hình ảnh hồng ngoại này từ Kính viễn vọng Không gian Spitzer nhìn vào trung tâm của Cen A. Hình ảnh cho thấy phần còn lại của một thiên hà xoắn ốc được Cen A tiêu thụ vào khoảng vài trăm triệu năm trước. Các quan sát gần đây từ Submillim Array cho thấy các nhánh khí carbon monoxide xoắn ốc trong đĩa này. Tín dụng: NASA / JPL-Caltech / J. Keene (SSC / Caltech)
Cen A là một phòng thí nghiệm lý tưởng để tìm hiểu sự tiến hóa của thiên hà. Nằm cách xa 12 triệu năm ánh sáng ở chòm sao phương nam Centaurus, Nhân mã, Cen A là thiên hà hình elip khổng lồ gần nhất với Trái đất. Cả độ gần và kích thước của nó làm cho Cen A trở thành thiên hà sáng thứ năm trên bầu trời và do đó trở thành mục tiêu phổ biến cho các kính viễn vọng nghiệp dư. Ngoài các dải bụi bất thường, Cen A còn lưu trữ một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của nó. Con thú khổng lồ này chứa khối lượng 55 triệu mặt trời và đẩy hàng triệu máy bay phản lực dài hàng năm ánh sáng đẩy khí vào không gian liên thiên hà với tốc độ bằng một nửa tốc độ ánh sáng!
Cen A trông khác rất nhiều khi sử dụng kính viễn vọng x-quang. Tại đây, một luồng khí di chuyển với tốc độ bằng một nửa tốc độ ánh sáng được đốt nóng đến hàng triệu độ bởi một lỗ đen siêu lớn trong lõi thiên hà. Một biển khí triệu độ lấp đầy thiên hà trong khi các điểm của ánh sáng tia X cho thấy các nhị phân tia X của Sê-ri: các sao neutron hoặc các lỗ đen xé khí ra khỏi các bạn đồng hành gần đó. Tín dụng: NASA / SAO / R. Kraft và cộng sự.
Các nhánh xoắn ốc được quan sát tại Submillim Array (SMA), một mạng lưới kính viễn vọng vô tuyến nằm ở độ cao 4080 mét (13.386 feet) trên mực nước biển tại đỉnh Mauna Kea, Hawai Muffi. Độ cao đặt SMA trên hầu hết hơi nước trong bầu khí quyển Trái đất có thể gây cản trở các quan sát như thế này. SMA là một dự án hợp tác giữa Đài quan sát vật lý thiên văn Smithsonian và Viện thiên văn học và vật lý thiên văn học Academia Sinica.
Điểm mấu chốt: Các nhà thiên văn học sử dụng kính viễn vọng vô tuyến Submillim Array đã phát hiện ra các nhánh xoắn ốc trẻ ở trung tâm của thiên hà hình elip khổng lồ Centaurus A. Các nhánh xoắn ốc hình thành ngay sau khi va chạm với một thiên hà khác cách đây vài trăm triệu năm. Khám phá này giúp các nhà thiên văn ghép lại lịch sử của các thiên hà khổng lồ và hiểu cách chúng hình thành và phát triển.