Cho đến nay, các nhà thiên văn học đã tìm thấy hơn hàng nghìn tỷ thiên hà đang trôi dạt trong không gian và con số đó vẫn chưa được xác định cụ thể và có lẽ là không thể có một con số cụ thể bởi vũ trụ vẫn luôn không ngừng giãn nở và mỗi một thời khắc lại có thêm vô số thiên hà được sinh ra. Trong số những thiên hà đang trôi dạt vô định ngoài kia, có một thiên hà rất đặc biệt bởi nó rất gần với chúng ta. Đó chính là thiên hà Andromeda hay M31.
Thông tin sơ lược
Andromeda có cấu trúc tương đồng với thiên hà của chúng ta, nó là một thiên hà xoắn ốc có thanh chắn với phần lõi ở trung tâm tập hợp dày đặc các ngôi sao. Thời kỳ đầu khi mới được phát hiện, nó không được xem là một thiên hà mà chỉ là một cụm sao trong Dải Ngân Hà của chúng ta. Đến năm 964 CN, nhà thiên văn học người Ba Tư, Abd al-Rahman al-Sufi khẳng định Andromeda là một tinh vân và gọi nó là “đám mây nhỏ”. Cho đến nay vẫn có một số nhầm lẫn nhất định và vẫn có một vài người gọi Andromeda là “Tinh vân tiên nữ”.
Andromeda cách Trái Đất 2.5 triệu năm ánh sáng với đường kính khoảng 152.000 năm ánh sáng, chiều rộng là 260.000 năm ánh sáng. Với kích thước khổng lồ như thế, M31 cũng chính là thiên hà lớn nhất nhóm Thiên Hà Địa Phương .
Quá trình hình thành
10 tỷ năm trước, hai hoặc nhiều “thiên hà nguyên sinh” hợp nhất với nhau tạo thành Thiên hà Andromeda thời kỳ đầu. Vụ va chạm gây ra sự hình thành nhanh chóng của các ngôi sao trong thiên hà, khoảng hơn 100 ngôi sao mỗi năm. Tại thời điểm này, Andromeda có kích thước nhỏ hơn so với kích thước hiện tại. Khoảng 4 tỷ năm trước, Thiên hà Triangulum trôi qua rất gần với Andromeda và gây ra sự hình thành nhanh chóng của một thế hệ sao mới trong thiên hà. Đến 2 tỷ năm sau đó, Andromeda nuốt chửng “người chị” của Milky Way (một thiên hà mà ta không bao giờ có thể biết và tìm hiểu về nó) và vì thế mà nó cũng trở nên lớn hơn.
Quan sát
Độ sáng biểu kiến của Thiên hà Tiên Nữ là 3.4 - là vật thể sáng nhất trong các vật thể Messier và có thể quan sát thấy bằng mắt thường vào những đêm không trăng hoặc ở những nơi ít bị ô nhiễm ánh sáng. Thời điểm tốt nhất để ngắm Thiên hà Tiên Nữ là vào tháng 8 hoặc tháng 9 tại phía đông vào lúc nửa đêm. Trước khi quan sát, ta phải xác định được vị trí của thiên hà này và có một cách vô cùng dễ dàng để xác định vị trí của nó đó chính là định hướng được chòm sao Tiên Hậu (Cassiopeia), đây là chòm sao có dạng hình chữ M hoặc chữ W tùy theo góc nhìn của người quan sát, trong đó ngôi sao có tên Schedar nằm ở phần thấp nhất của chữ M hoặc W sẽ hướng thẳng tới thiên hà Tiên Nữ. Về kích thước, khi so sánh với Milky Way của chúng ta thì Andromeda có phần lấn át hơn về mặt chiều dài nhưng về thì khối lượng thì đến nay vẫn chưa có kết luận cụ thể và điều đó đã dẫn đến câu hỏi thế kỉ : “Liệu có phải Milky Way nặng hơn và Andromeda nhẹ hơn hay không?”
Các vệ tinh
Hiện nay Andromeda tồn tại xung quanh hơn 20 vệ tinh đã được xác định và con số có thể nhiều hơn ở quá khứ nhưng đã biến mất do bị nuốt chửng. Trong số các vệ tinh, có 3 vệ tinh tiêu biểu nhất được cho là đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành cấu trúc lệch và kéo dài của Andromeda, đó là:
M-32 là một thiên hà lùn nhỏ hình elip, được nhìn thấy như một đốm ánh sáng vàng mờ nhạt bên cạnh M-31 với những ngôi sao đang già đi bên trong nó. Vệ tinh có đường kính khoảng 6,500 năm ánh sáng, được giữ lại với nhau bởi một lỗ đen siêu lớn gấp hơn một triệu lần khối lượng mặt trời nhưng không may khi cuối cùng nó không đủ lớn để sống sót sau cuộc chạm trán với vật chủ. Khi hai thiên hà đến gần nhau, tiền thiên hà xấu số đã bị các ngôi sao ở xa của nó hấp thụ vào Andromeda, chỉ để lại lõi thiên hà dày đặc liên kết với lỗ đen khổng lồ.
M-110 là một vệ tinh thiên hà hình elip của Andromeda lớn hơn cả M-32 với đường kính khoảng 17,000 năm ánh sáng. M-110 được cho là đã tương tác với Andromeda vì các nhà khoa học đã phát hiện các làn đường mờ, bụi bặm, giàu kim loại trong quầng sáng của Andromeda, được cho là tạo thành từ các ngôi sao bị tước khỏi M-110 khi nó đến trong tầm với của thiên hà lớn.
M-33 là một thiên hà lùn hình xoắn ốc có đường kính khoảng 60,000 năm ánh sáng. Tuy nhiên vẫn có nhiều tranh cãi về việc M-33 có thật sự là vệ tinh của Andromeda hay không, nó có thể chỉ là thiên hà của chính nó, nằm cách Andromeda khoảng 750.000 năm ánh sáng. Nhưng dù trong trường hợp nào thì hai thiên hà được khẳng định là đã có tương tác với nhau trong vài tỷ năm qua.
Môi trường bên trong
Quầng plasma và các thiên hà vệ tinh của Andromeda cung cấp bằng chứng về sự va chạm và tương tác trong quá khứ của nó với các thiên hà khác.
NGC-224 được bao phủ bởi quầng plasma khuếch tán, được cho là bị trục xuất với lực cực lớn bởi âm vang từ các vụ va chạm trong quá khứ và cũng từ đó mà chính nó đã tự tạo ra cho mình những vệ tinh hung hãn nhất nhì vũ trụ. Tiến qua quầng plasma, đến vùng đĩa sao dày đặc ta sẽ bắt gặp những thành phần có thể nhìn thấy bằng mắt thường - cấu trúc xoắn ốc có thanh chắn, giàu bụi, ga và vật chất. Xoắn ốc của Andromeda có cấu trúc phức tạp, sau hàng tỷ năm tương tác hấp dẫn với những thiên hà như Thiên hà Tam giác, cùng những thiên hà khác đã bị biến dạng.
Các giả thuyết xoay quanh Andromeda
Một trong số những giả thuyết vô cùng nổi tiếng về thiên hà này đã từng một thời làm dậy sóng cộng động những người yêu thích thiên văn chính là “vụ va chạm Milky Way - Andromeda”. Theo đó, trong vòng 2 tỷ năm tới, Andromeda sẽ phát triển một cách khó nhận thấy trên bầu trời đêm, tăng kích thước cho đến khi nó trở nên lớn hơn và sáng hơn mặt trăng và các vật thể đêm khác. Trong 3 tỷ năm, nó sẽ chiếm một phần đáng kể trong tầm nhìn của chúng ta, ánh sáng và khí của nó sẽ làm mờ tầm nhìn của vũ trụ phía sau. Khoảng 4.5 triệu năm tới, hai thiên hà sẽ va vào nhau làm biến dạng cấu trúc xoắn ốc của đối phương. Sau tác động ban đầu, lõi của hai thiên hà sẽ được đưa trở đi trở lại nhiều lần cho đến khi hợp nhất ở trung tâm. Với mỗi vòng lặp, hàng trăm triệu ngôi sao sẽ bị đẩy ra mọi hưởng do trọng lực.
Một vụ hợp nhất thiên hà vô cùng kỳ vĩ mà có lẽ con người chúng ta sẽ chẳng bao giờ có thể được chứng kiến. Từ đó, hai thiên hà sẽ thống nhất hợp thành một thể với nhau và có hình dạng cấu trúc hoàn toàn mới, đó có thể là một thiên hà elip khổng lồ hay một hình bầu dục.
Tham khảo
[1] Timeline of Andromeda Galaxy
[2] The Milky Way once had a large sister galaxy -- but Andromeda devoured it
[3] Andromeda Galaxy: Facts about our closest galactic neighbor | Space
