Kính viễn vọng không gian James Webb vừa phát hiện những "luồng gió hủy diệt thiên hà" trong vũ trụ sơ khai, giúp giải đáp bí ẩn vì sao nhiều thiên hà khổng lồ xuất hiện rất sớm nhưng lại nhanh chóng "chết yểu".

Trong những năm gần đây, kính James Webb liên tục ghi nhận nhiều thiên hà có khối lượng lớn bất ngờ chỉ khoảng 1 tỉ năm sau Vụ Nổ lớn (Big Bang). Điều khó hiểu là nhiều thiên hà đã gần như ngừng sản sinh sao mới, trở nên "im lặng" và già cỗi chỉ khoảng 1 tỉ năm sau đó.

Để tìm lời giải, nhóm nghiên cứu quốc tế sử dụng kính James Webb kết hợp với hệ thống kính thiên văn vô tuyến Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (LAMA) tại Chile để quan sát hệ thiên hà CRISTAL-02, tồn tại khi vũ trụ mới khoảng 1 tỉ năm tuổi, theo trang LiveScience ngày 22-6.

CRISTAL-02 có khối lượng gấp khoảng 10 tỉ lần Mặt trời và đang ở giai đoạn cuối của quá trình hợp nhất nhiều thiên hà.

Các nhà khoa học phát hiện một luồng khí khổng lồ, dài gần bằng chính hệ thiên hà này, đang thoát ra ngoài không gian với tốc độ hàng trăm km/giây.

Khối khí bị thổi bay có khối lượng tương đương khoảng 1,5 tỉ khối lượng Mặt trời. Theo các nhà nghiên cứu, khi các thiên hà va chạm, những đám mây khí khổng lồ bị nén lại, tạo nên giai đoạn bùng nổ hình thành sao. Nhiều ngôi sao khổng lồ được sinh ra nhưng chỉ tồn tại vài triệu năm trước khi phát nổ dưới dạng siêu tân tinh.

Các ngôi sao trẻ cùng những vụ nổ dữ dội này tạo ra những luồng gió cực mạnh, làm nóng và phân tán khí phân tử lạnh - nguyên liệu cần thiết để hình thành thế hệ sao mới. Kết quả là thiên hà dần cạn kiệt nguồn nhiên liệu.

Theo nhóm nghiên cứu, CRISTAL-02 hiện tạo ra khoảng 260 ngôi sao có khối lượng tương đương Mặt trời mỗi năm, với tốc độ cao gấp ba lần các thiên hà cùng loại.

Tuy nhiên, nó đồng thời mất hơn 500 khối lượng Mặt trời dưới dạng khí mỗi năm, nhanh hơn khoảng 20 lần so với các thiên hà lớn thông thường.

Nếu quá trình này tiếp diễn, thiên hà có thể cạn kiệt khí tạo sao chỉ trong chưa đầy 100 triệu năm - một cái chớp mắt theo thang thời gian vũ trụ.

Các nhà khoa học nhận định hiện tượng này có thể không phải trường hợp cá biệt. Gần một nửa số thiên hà lớn trong vũ trụ sơ khai dường như đang tương tác hoặc va chạm với những thiên hà lân cận, cho thấy "gió tử thần" có thể là một cơ chế phổ biến khiến các thiên hà "sống nhanh, chết sớm".

Những quá trình tương tự vẫn đang diễn ra ở một số vùng giàu sao trong Dải Ngân hà của chúng ta ngày nay.

Trong khoảng 4,5 tỉ năm nữa, Dải Ngân hà được dự đoán sẽ va chạm với thiên hà láng giềng Andromeda.

Sự kiện này có thể kích hoạt một đợt bùng nổ hình thành sao cùng những luồng gió dữ dội giống như ở CRISTAL-02. Cuối cùng, hai thiên hà có thể hợp nhất thành một thiên hà elip khổng lồ, già cỗi và gần như không còn tạo ra các ngôi sao mới.

Phát hiện siêu hố đen tự tạo 'cơn bão' khổng lồ chi phối cả thiên hà

Dữ liệu từ vệ tinh XRISM lần đầu cho thấy siêu hố đen tự tạo các 'cơn bão' khí nóng, khuấy đảo môi trường và chi phối sự tiến hóa của thiên hà.