Những thiên hà kỳ lạ này có số sao ít hơn 1.000 lần so với Dải Ngân hà, nhưng chiếm một không gian rộng lớn. Các nhà thiên văn học đã sử dụng một mô phỏng máy tính tiên tiến để chỉ ra rằng vụ nổ siêu tân tinh đã giúp tạo ra chúng.
Dải ngân hà của chúng ta được cho là có khoảng 100 tỷ ngôi sao trở lên. Nhưng các nhà thiên văn học hiện biết về một số thiên hà rất mờ nhạt, chứa ít hơn 1.000 lần các ngôi sao, nhưng trải rộng trên một diện tích không gian rộng lớn như Dải Ngân hà. Họ gọi họ các thiên hà siêu khuếch tán, và tự hỏi điều gì đã làm cho họ. Vào ngày 28 tháng 11 năm 2016, các nhà thiên văn học đã công bố nghiên cứu mới, cho thấy rằng nếu rất nhiều siêu tân tinh phát nổ trong quá trình hình thành sao, cả sao và vật chất tối trong thiên hà có thể bị đẩy ra ngoài, khiến thiên hà mở rộng. Họ nghĩ rằng các thiên hà mờ cực kỳ khuếch tán có thể đã hình thành theo cách này.
Bộ phim trên cho thấy một mô phỏng máy tính về sự hình thành của một thiên hà siêu khuếch tán. Bộ phim đi theo thành phần khí thiên hà. Một số dòng khí (vòi phun) khí được phóng ra khỏi trung tâm thiên hà, có thể nhìn thấy qua sự sống của thiên hà. Các nhà khoa học cho biết những dòng chảy này - sinh ra từ vụ nổ siêu tân tinh - chịu trách nhiệm tạo ra các ngôi sao mở rộng và vật chất tối của các thiên hà siêu khuếch tán.
Kết quả của nghiên cứu này được công bố trong đánh giá ngang hàng Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.
Nhà vật lý thiên văn Arianna Di Cintio thuộc Trung tâm vũ trụ học tối, Viện Neils Bohr, Đại học Copenhagen.
Nhà vật lý thiên văn Arianna Di Cintio tại Viện Niels Bohr tại Đại học Copenhagen ở Đan Mạch là nhà nghiên cứu hàng đầu của dự án này. Nhóm của cô đã thực hiện các mô phỏng máy tính tiên tiến hợp tác với Đại học New York ở Abu Dhabi. Cô nói trong một tuyên bố:
Bằng cách tái tạo gần 100 thiên hà ảo, chúng tôi đã chỉ ra rằng khi có rất nhiều siêu tân tinh trong quá trình hình thành sao, nó có thể khiến các ngôi sao và vật chất tối trong thiên hà bị đẩy ra ngoài, khiến phạm vi của thiên hà mở rộng .
Khi có một số lượng nhỏ các ngôi sao trong một khu vực mở rộng, điều đó có nghĩa là thiên hà trở nên mờ nhạt và khuếch tán và do đó rất khó quan sát bằng kính viễn vọng.
So sánh một thiên hà cực kỳ khuếch tán với thiên hà Andromeda lớn gần đó, một thiên hà xoắn ốc bình thường và hàng xóm lớn gần nhất của chúng ta. Ngoài ra, hãy chú ý độ sáng tương đối của các thiên hà vệ tinh Andromeda galaxy 2. Chúng là những thiên hà hình elip lùn bình thường, sáng hơn nhiều so với một thiên hà siêu khuếch tán.
Di Cintio cũng nói rằng cơ chế khiến các ngôi sao di chuyển ra khỏi trung tâm thiên hà, cũng chính là cơ chế có thể tạo ra các khu vực có mật độ vật chất tối thấp hơn. Nhiều siêu tân tinh mạnh đến mức chúng thổi khí ra ngoài thiên hà. Kết quả là cả vật chất tối và các ngôi sao đều di chuyển ra ngoài để phạm vi của thiên hà mở rộng. Việc thiên hà trải rộng trên một diện tích lớn hơn đồng nghĩa với việc nó trở nên khuếch tán và không rõ ràng hơn. Cô ấy nói:
Nếu chúng ta có thể tái tạo các thiên hà siêu khuếch tán bằng mô phỏng máy tính, điều đó chứng tỏ rằng chúng ta đang đi đúng hướng với mô hình vũ trụ của chúng ta.
Do đó, chúng tôi dự đoán rằng có các thiên hà siêu khuếch tán ở khắp mọi nơi - không chỉ trong các cụm thiên hà. Chúng bị chi phối bởi vật chất tối và chỉ có một tỷ lệ nhỏ nội dung của chúng bao gồm khí và sao và điều quan trọng nhất là chúng là các thiên hà lùn với khối lượng chỉ nhỏ hơn khoảng 10 đến 60 lần so với thiên hà xoắn ốc lớn
Tại sao các nhà thiên văn học quan tâm đến những thiên hà lùn mờ nhạt này? Trong những năm gần đây, họ đã bị cản trở bởi việc thiếu các thiên hà lùn có thể quan sát được trong vũ trụ của chúng ta và đã cố gắng giải thích tại sao chúng ta thấy rất ít. Điều đó bởi vì vũ trụ học tiêu chuẩn đòi hỏi nhiều thiên hà lùn hơn chúng ta thấy.
Các nhà nghiên cứu đã mô tả một bước tiếp theo, trong đó họ hy vọng sẽ tiếp tục xác nhận ý tưởng của mình - và giúp xác nhận vũ trụ học tiêu chuẩn - bằng cách tìm ra nhiều thiên hà siêu khuếch tán hơn. Họ nói rằng lớn nhất có thể chứa nhiều khí hơn và do đó, bắt đầu sự hợp tác chặt chẽ với các nhóm nghiên cứu thực hiện quan sát các khu vực rất xa trên bầu trời bằng kính viễn vọng mạnh mẽ.
Arianna Di Cintio cho biết cô đang mong muốn tìm thấy nhiều thiên hà khuếch tán hơn và tìm hiểu xem chúng có bao nhiêu ngôi sao, nội dung các nguyên tố và cách các thiên hà siêu khuếch tán tồn tại trong các cụm thiên hà. Cô ấy nói:
Nó sẽ mở ra một cửa sổ hoàn toàn mới vào sự hình thành thiên hà. Có thể có hàng ngàn thiên hà cực kỳ mờ nhạt đang chờ được khám phá.
Bởi vì các thiên hà siêu khuếch tán (khoanh tròn) mờ hơn nhiều so với các thiên hà thông thường, chúng khó tìm thấy hơn. Nhưng các nhà thiên văn học có ý định tìm cách để tìm kiếm chúng.
Điểm mấu chốt: Các thiên hà siêu khuếch tán có số lượng sao nhỏ, nhưng cực kỳ lan rộng trong không gian. Làm thế nào mà họ có được theo cách đó? Các nhà thiên văn học đã sử dụng một mô phỏng máy tính tiên tiến để chỉ ra rằng vụ nổ siêu tân tinh có thể khiến cả ngôi sao và vật chất tối trong thiên hà bị đẩy ra ngoài, khiến thiên hà mở rộng và tạo ra một thiên hà siêu khuếch tán.