Rải sao ở rìa ngoài của Ngân hà có thể tiết lộ những bí mật về vật chất tối

Họ tin rằng, những lỗ thủng đó là do hai khối vật chất tối – loại vật chất vô hình có vai trò giữ cho các thiên hà không bị chia tách – bởi vì chúng đã để lại dấu vết khi lướt qua thiên hà của chúng ta cách đây hàng triệu năm

Các nhà khoa học dự đoán những khối vật chất tối đó lớn gấp khoảng từ 1 triệu đến 100 triệu lần mặt trời của chúng ta, và cho đến nay, chúng là hai trong những khối vật chất nhỏ nhất.

Tiến sỹ Vasily Belokurov, nhà thiên văn học thuộc Đại học Cambridge, cùng là tác giả nghiên cứu nói khám phá này giúp họ đưa ra những dự đoán về những phân tử bí ẩn cấu tạo nên vật chất tối.

Ông nói: “Nếu vật chất tối có thể tồn tại dạng những khối nhỏ hơn so với thiên hà lùn nhỏ nhất thì họ có thể phát hiện điều gì đó về cấu tạo tự nhiên của những phân tử tạo nên vật chất tối – cụ thể là chắc chắn nó phải được tạo thành bởi những phân tử lớn.

“Đây sẽ là bước đột phá về việc nghiên cứu vật chất tối”.

Những phát hiện của họ đã được đăng lên tờ Monthly Notices của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia, và bật mí rằng chất tối rất có thể là do các phân tử tạo thành, những phân tử này lớn hơn và di chuyển chậm hơn nhiều so với phân tử mà người ta từng nghĩ trước đó.

Chất tối chiếm 27% vũ trụ của chúng ta nhưng bởi vì nó không phát ra ánh sáng hoặc bức xạ điện từ và dùng kính thiên văn thường không thể quan sát được. Điều này có nghĩa là đối với mắt của chúng ta và các cảm biến trên trái đất, nó là vô hình nhưng sự tồn tại của chúng được rút ra từ lực hấp dẫn của nó đối với vật chất khác xung quanh nó.

Vậy phần vật chất nhiều hơn vật chất thường, chiếm nhỏ hơn 5% vũ trụ mà chúng ta có thể nhìn thấy, được cho là tạo nên chất tối.

Các nhà thiên văn học đã quan sát luồng sao xung quanh cụm sao cầu Palomar 5 (ở giữa hình ảnh) và phát hiện ra hai lỗ thủng trong luồng sao.

Tiến sỹ Denis Erkal, nhà thiên văn học trường Đại học Cambridge, và là nhà nghiên cứu chính nói rằng: “Trong khi chúng ta vẫn chưa hiểu vật chất tối được cấu tạo từ cái gì nhưng chúng ta biết nó ở khắp mọi nơi”.

Nó tràn ngập vũ trụ, giống như cái giàn được bao quanh bởi các vật thể vật lý thiên văn cấu tạo từ các vật chất thường - như là các thiên hà - được lắp ghép vào với nhau”

Các chòm vật chất tối cũng được biết đến như là những vầng hào quang còn sót lại, vẫn đang trôi dạt trong không trung sau sự hình thành của vũ trụ.

Các nhà thiên văn học khác ước tính có thể có hàng chục ngàn những khối nhỏ vật chất tối đang di chuyển trong và xung quanh thiên hà Milky Way, tạo nên những mảng tối đen kịt của vũ trụ.

Trong khi nghiên cứu về vệt sao ở ngoài rìa thiên hà của chúng ta, các nhà khoa học đã phát hiện ra điều gì đó kỳ lạ.

Những vệt sao đó là những gì còn sót lại của những thiên hà lùn nhỏ bé và những chòm sao đã từng quay quanh ngân hà của chúng ta nhưng đã bị xé ra bởi lực thủy triều từ thiên hà Milky Way, kéo dãn ra thành những phiến hẹp và dài.

Sử dụng các kỹ thuật mô hình, các nhà nghiên cứu đã có thể chỉ ra hai khoảng trống lớn trong những cái đuôi có nếp gấp của hai dải sao trong cụm sao cầu Palomar 5.

Tiến sỹ Sergey Koposov, đồng tác giả nghiên cứu và làm việc chính tại Trường Đại học Cambridge nói: “Các dải sao là những cấu trúc thực sự đơn giản và dễ vỡ. Các ngôi sao trong một dải sao theo sát nhau từng ngôi một vì các quỹ đạo của chúng bắt đầu từ cùng một điểm nhưng chúng không hề cảm nhận được sự tồn tại của nhau và như thế sự gắn kết biểu kiến đó của dải sao có thể bị đứt đoạn khi có một khối lớn đi qua.

Nếu một quầng vật chất tối đi qua một dải sao, kết quả để lại sẽ là một khoảng trống, tương đương với kích thước của khối đã tạo ra nó trong dải đó. Các phát hiện về những khối nhỏ vật chất tối như vậy cho thấy thực tế các phân tử của vật chất tối vô cùng lớn.

Đó là do nếu các phân tử rất nhỏ, chúng có thể chuyển động và nhập vào các khối lớn nhưng nếu chúng lớn, chúng không thể chuyển động quá nhanh và tích tụ lại thành các khối nhỏ. Tiến sỹ Erkal bổ sung thêm: “Nếu phương pháp của chúng ta hoạt động như dự đoán thì trong tương lai gần, chúng ta có thể sử dụng nó để khám phá ra các khối vật chất tối nhỏ hơn”.

“Nó giống như chúng đeo những cái kính quan sát vật chất tối lên và nhìn thấy hàng ngàn những khối đen, mỗi khối lớn hơn mặt trời gấp 1 triệu lần, đang lượn vèo vèo xung quanh chúng ta”

Trần Nhung (Theo Dailymails)