Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 33)

CÁC ĐÁM SAO CẦU

Còn có những cư dân khác của Ngân Hà, chúng có mã ZIP riêng của chúng dù rằng chúng tồn tại ở xa phía trên hoặc phía dưới đĩa Thiên Hà hoặc thậm chí tại chỗ phình lên tại tâm thiên hà. Như chúng ta đã nói, thi thoảng các sao cư trú thành bầy đàn gọi là các đám sao cầu. Những nhóm sao san sát này có lẽ thuộc về những vật thể già nua nhất trong Thiên Hà – lên tới mười tỉ năm tuổi hoặc lớn hơn. Vì sao các nhà dưỡng lão sao này nằm rải rác theo ngoại vi của Thiên Hà thì đó vẫn là điều bí ẩn.

Thiên Hà quê nhà của chúng ta

Hình minh họa các mảnh ghép nên Thiên Hà quê nhà của chúng ta. Trong số này bao gồm lỗ đen trung tâm (chấm đen ở giữa), đĩa sao (màu trắng), chỗ phình sao (màu đỏ-cam), đĩa dày (màu tía sậm), các đám sao cầu (các vòng tròn đỏ), và quầng vật chất tối (màu xám). Đĩa sao có đường kính khoảng 100.000 năm ánh sáng. Quầng vật chất tối trải rộng đến đường kính ít nhất 600.000 năm ánh sáng.

Suốt một thời gian dài, các nhà thiên văn cho rằng các đám sao cầu đánh dấu nơi kết thúc của Thiên Hà. Tuy nhiên, ngày nay, họ biết rằng tầm vươn xa của thiên hà chúng ta tiếp tục trải rộng quá chỗ kết thúc của các đám sao cầu này và các sao khác nữa. Tuy nhiên, một khi đi tới điểm này thì các ranh giới trở nên khó phân định hơn. Đó là vì phần lớn vật liệu trong những vùng ngoại vi của Ngân Hà có khả năng được làm chủ yếu bằng vật chất tối. Vật chất tối đó vươn ra bao xa – như chúng ta biết, điều đó hết sức khó phát hiện – và mở rộng theo hướng nào là một câu đố hiểm hóc mà các nhà thiên văn vẫn đang cố làm sáng tỏ.

CÁC VỆ TINH LÁNG GIỀNG

Như chúng ta đã bàn luận, Ngân Hà của chúng ta được nặn thành một cái bánh kếp thập cẩm, với Trái Đất nằm ở khoảng hai phần ba khoảng cách đến tâm miếng bánh. Trong khi các nhà thiên văn đã học được nhiều điều qua việc nhìn xuyên cái đĩa mỏng nhưng phong phú này, song có lẽ cũng thật hữu ích nếu chúng ta có một góc nhìn lợi thế khác.

Đây là chỗ việc có những người bạn và bà con họ hàng ở những thành phố khác thật sự hữu ích. Ngân Hà không hề đơn độc trong hành trình của nó trong Vũ trụ. Thay vậy, nó chuyển động cùng với một vài thiên hà vệ tinh nhỏ hơn. Nổi tiếng nhất trong số này là Đám mây Magellan Lớn (Large Magellanic Cloud – LMC) và Đám mây Magellan Nhỏ (Small Magellanic Cloud – SMC), hai thiên hà quay xung quanh Ngân Hà. LMC và SMC được đặt tên theo nhà hàng hải Bồ Đào Nha, Ferdinand Magellan, người cùng với thủy thủ đoàn của mình đã sử dụng bầu trời phương nam để thám hiểm thế giới. Ở Bán cầu Nam, bạn có thể nhìn thấy SMC lẫn LMC mà không cần kính thiên văn nếu bạn biết nhìn đúng chỗ.

LMC ở cách Ngân Hà chừng 160.000 năm ánh sáng – nói theo ngôn ngữ vũ trụ học thì đúng là ngay trước cửa nhà thiên hà của chúng ta – còn SMC ở xa thêm vài căn nữa, cách chừng 200.000 năm ánh sáng. Không giống Ngân Hà có đường kính 100.000 năm ánh sáng, LMC chỉ rộng 14.000 năm ánh sáng và SMC chỉ có 7.000, khiến chúng cứ như oắt con so với thiên hà của chúng ta. Tuy nhiên, vị trí của LMC và SMC khiến chúng rất có giá trị đối với các nhà thiên văn.

Do bởi LMC và SMC được tìm thấy ngay sát đĩa Ngân Hà, nên có một sự gây nhiễu nhẹ từ bụi và chất khí trong Thiên Hà của chúng ta. Và bởi vì Các đám mây Magellan ở gần như thế, nói theo ngôn ngữ thiên văn học, nên các nhà khoa học có thể nghiên cứu những thứ như các tàn dư siêu tân tinh và các túi hình thành sao với cái nhìn rõ nét.

Thiên Hà quê nhà của chúng ta

Ảnh chụp này cho thấy Ngân Hà ở bầu trời phương nam (dải sáng vắt thẳng lên ở bên trái), Đám mây Magellan Lớn (góc trên bên phải), và Đám mây Magellan Nhỏ (góc dưới bên phải), cùng với dáng dấp một bụi xương rồng.

Đám mây Magellan Lớn, Đám mây Magellan Nhỏ, và thiên hà Ngân Hà

Hình minh họa cho thấy vị trí ước tính của Đám mây Magellan Lớn, Đám mây Magellan Nhỏ, và thiên hà Ngân Hà.

Một ưu điểm nữa của LMC và SMC là chúng ta biết khoảng cách đến các thiên hà bé nhỏ này tốt như thế là nhờ một kiểu sao đặc biệt, gọi là sao biến quang Cepheid. Các sao này biến đổi, nghĩa là chúng thay đổi độ sáng theo thời gian. Vào đầu thế kỉ hai mươi, một phụ nữ trẻ tên là Henrietta Leavitt, làm việc tại Đài thiên văn Harvard College (lúc bấy giờ bà cùng với những phụ nữ khác làm việc tại đài thiên văn được gọi là “nhóm máy tính”), đã chỉ ra rằng các Cepheid có một kiểu hành xử đặc trưng và nhất quán. Điều này có nghĩa là nếu bạn có thể tìm thấy một sao biến quang, thì bạn có thể tính ra nó ở xa bao nhiêu. Do bởi LMC và SMC ở gần đến mức có thể nhìn thấy từng sao một, nên các nhà thiên văn có thể xác định được hai thiên hà láng giềng này thật sự ở xa bao nhiêu.

Nên lưu ý rằng các kĩ thuật như Henrietta Leavitt đã phát triển cho Cepheid chỉ hoạt động đối với các sao ở tương đối gần và có những đặc trưng ổn định nhất định mà chúng ta có thể xác định được. Một khi chúng ta tiến ra xa vào Vũ trụ, thì càng có nhiều yếu tố chưa biết trong mỗi phép đo khoảng cách mà các nhà khoa học cố gắng thực hiện.

NHÓM ĐỊA PHƯƠNG

Một thành viên đặc biệt nữa trong láng giềng địa phương của Ngân Hà là Thiên hà Andromeda (Tiên Nữ). Được biết chính thức với tên gọi Messier 31, Andromeda là chị em của Thiên Hà chúng ta ở nhiều phương diện. Giống như Ngân Hà, Andromeda là một thiên hà xoắn ốc. Bạn có thể tìm thấy nó bên trong chòm sao Andromeda, bởi thế mà thiên hà có tên gọi như vậy.

Không giống SMC và LMC, Andromeda đại khái bằng kích cỡ với Ngân Hà. Ở cự li 2,5 triệu năm ánh sáng, Andromeda đem lại cho chúng ta cơ hội nhìn vào chính mình trong chiếc gương thiên hà, nói ví von thế. Một trong những sự thật thú vị nhất về Andromeda là nó sẽ va chạm với Ngân Hà của chúng ta trong vài tỉ năm nữa.

Đây là một tình huống tin tức vũ trụ vừa tốt vừa xấu. Hãy bắt đầu với tin “xấu” trước: Chẳng có cách nào cho Ngân Hà tránh được cú va chạm này. Tuy nhiên, tin “tốt” thì đúng là rất tốt. Trước tiên, cú chạm trán thiên hà này sẽ không bắt đầu trong vài ba tỉ năm tới. Thứ hai, phần lớn các sao và hành tinh (kể cả Trái Đất, nếu chúng ta vẫn còn hiện diện) có lẽ sẽ không bị ảnh hưởng gì. Mặc dù các thiên hà sẽ hợp nhất, song có rất nhiều khoảng không giữa các sao nên nhiều sao sẽ đi qua nhau mà chẳng thèm chào hỏi gì. Một thứ hay ho về vụ va chạm cuối cùng này với Andromeda: cảnh quan bầu trời đêm sẽ trông khác đi hoàn toàn đối với bất kì ai sống trên một hành tinh nào đó thuộc một trong hai thiên hà trong lúc và sau khi hợp nhất.

Cuối cùng, Ngân Hà, Andromeda, LMC, và SMC, đều thuộc về cái được các nhà thiên văn gọi là Nhóm Địa phương. Nghe cứ tưởng như một làng xóm nào đó – và nhìn ở một số mặt thì đúng là như vậy. Tuy nhiên, cái duy trì nhóm gồm hơn ba mươi thiên hà này không phải là một sở thích ngẫu nhiên hay một tiêu chuẩn xã hội nào đó. Thay vậy, các thiên hà thuộc Nhóm Địa phương được liên kết bằng lực hấp dẫn. Chúng ta sẽ xét kĩ hơn về các thiên hà hiếm hoi đi lang thang một mình như thế nào trong những chương tiếp theo.

NGC 4676

Phải chăng Thiên Hà của chúng ta sẽ trông như thế này khi nó va chạm với Andromeda? Đây là ảnh chụp từ Hubble cho thấy một cặp thiên hà ở cách Trái Đất khoảng 300 triệu năm ánh sáng cuối cùng sẽ hợp nhất làm một. Cặp đôi vũ trụ này được gọi là NGC 4676 và có tên húy là “Đôi Chuột” do những cái đuôi dài gồm sao và chất khí từ mỗi thiên hà vờn ra không gian.

Nhóm Địa phương

Thiên Hà của chúng ta không đơn độc trong vũ trụ, mà tụ tập với các láng giềng thiên hà của nó trong cái gọi là Nhóm Địa phương, như minh họa ở đây. Nhóm Địa phương của chúng ta có hơn 30 thiên hà đã biết, trong đó có Andromeda.

 

TÓM LẠI VỀ NGÂN HÀ

MẶT TRỜI CỦA CHÚNG TA LÀ MỘT TRONG HÀNG TỈ NGÔI SAO THUỘC DẢI NGÂN HÀ, THIÊN HÀ QUÊ HƯƠNG CỦA CHÚNG TA.

DẢI NGÂN HÀ CHỨA MỘT CÁI ĐĨA MẢNH KHỔNG LỒ, VÀ HỆ MẶT TRỜI NẰM CÁCH TÂM NGÂN HÀ KHOẢNG HAI PHẦN BA KÍCH CỠ ĐĨA.

TẠI TÂM DẢI NGÂN HÀ CỦA CHÚNG TA LÀ MỘT LỖ ĐEN KHỔNG LỒ - NHƯNG NÓ CHẲNG GÂY NGUY HIỂM GÌ CHO CHÚNG TA TRÊN TRÁI ĐẤT.

CẨM NANG THÁM HIỂM VŨ TRỤ
Kimberly Arcand và Megan Watzke
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 32)
13/11/2019
12. TÌM KIẾM SỰ SỐNG NGOÀI TRÁI ĐẤT Một ngày nọ, người ngoài hành tinh đến. Họ đến từ những vùng đất xa xôi mà chưa
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 31)
13/11/2019
HẬU NHÂN LOÀI TRONG TƯƠNG LAI? Những ủng hộ chủ nghĩa biến đổi nhân loài tin rằng khi chúng ta gặp gỡ nền văn minh tiên
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 60)
11/11/2019
Định luật Coulomb về Tĩnh điện 1785 Charles-Augustin Coulomb (1736–1806) “Chúng ta gọi ngọn lửa của đám mây đen ấy là
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 59)
11/11/2019
Lỗ đen 1783 John Michell (1724-1793), Karl Schwarzschild (1873-1916), John Archibald Wheeler (1911-2008), Stephen William Hawking (1942-2018) Các nhà
Chuyển động của các hành tinh đặt ra giới hạn mới lên khối lượng graviton
11/11/2019
Có thể dùng chuyển động của các hành tinh để đưa ra ước tính tốt nhất cho giới hạn trên của khối lượng graviton – một
Đi tìm nguồn gốc của khái niệm du hành thời gian
10/11/2019
Giấc mơ du hành xuyên thời gian vốn đã xưa cũ và ở đâu cũng có. Thế nhưng niềm hứng khởi của con người đối với sự du
Thorium decahydride siêu dẫn ở 161 K
09/11/2019
Một nhóm nhà khoa học, dưới sự chỉ đạo của Artem Oganov ở Skoltech và Viện Vật lí và Công nghệ Moscow, và Ivan Troyan ở Viện
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 92)
09/11/2019
Các kiểu máy tính lượng tử Các nhà vật lí đang phát triển máy tính lượng tử không kì vọng chế tạo được ngay một mẫu

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com