Dải ngân hà là gì?

Khi các nhà thiên văn học hỏi nhau rằng điều gì đẹp nhất trên bầu trời thì phần lớn trong số họ sẽ trả lời đó là những dải ngân hà. Dạng xoáy với nhiều màu sắc và hình dạng khác nhau, dải ngân hà là hình ảnh thu nhỏ của vẻ đẹp các vì tinh tú. Nó là tập hợp nhóm khổng lồ gồm hàng trăm triệu ngôi sao, tất cả hoạt động cùng nhau và chia sẻ chung một điểm trung tâm. Những ngôi sao mà chúng ta có thể nhìn thấy từ trái đất bằng mắt thường là một phần của dải ngân hà. Dải ngân hà của trái đất được gọi là "Milky Way", và mặt trời chỉ là một trong những ngôi sao thuộc dải ngân hà này. Các dải ngân hà cũng chứa những hợp chất hóa học sau : khí hyđrô nguyên tử, hyđrô phân tử, hyđrô phân tử hỗn hợp, nitơ, cácbon, silic...

Dải ngân hà có bốn hình dạng: hình hạt đậu, hình elip, hình xoắn ốc và hình không đều.

Hình xoắn ốc

Spiral Galaxy

Các dải ngân hà hình xoắn ốc thường gồm hai thành phần hợp thành:

1. Dạng quần hợp trong một chiếc đĩa phẳng khổng lồ bao gồm rất nhiều điểm chiết trung giữa các vì sao (đôi khi nhìn thấy dưới dạng tinh vân khuyếch tán ánh sáng màu đỏ, hoặc dưới dạng những đám mây bụi sẫm màu), các cụm và quần hợp sao non. Các cụm sao này được sắp xếp dưới dạng khung xoắn ốc dễ nhận dạng hoặc theo kết cấu dạng khung dọc.

2. Thành phần thứ hai là quần thể sao trong dạng hình lồi Elipxoit bao gồm quần thể các tinh tú già không có điểm chiết trung giữa các vì sao, thường liên kết với các cụm sao hình cầu.

Những ngôi sao non trong quần thể hình đĩa được phân loại là quần hợp sao I, những ngôi sao già trong quần thể hình lồi được gọi là quần hợp sao II.

Mối quan hệ về khối lượng và ánh sáng của các thành phần này khác nhau trên diện rộng, tạo gia tăng tới một phân loại phối hợp.

Dạng cấu trúc khung trong quần thể đĩa hầu như chỉ là hiện tượng tạm thời mà thôi, nó được tạo ra do sự tương tác trọng lực với các dải ngân hà xung quanh.

Mặt trời là một trong hàng trăm tỷ ngôi sao nằm trong dải ngân hà hình xoáy Milky Way.

Hình hạt đậu (S0)

Lenticular Galaxy

Nói một cách ngắn gọn, đó là “những dải ngân hà hình xoắn nhưng không có khung xoắn ốc”, ví dụ như các dải ngân hà hình chiếc đĩa phẳng nơi sự cấu tạo nên các vì tinh tú đã dừng lại từ rất lâu do điểm chiết trung giữa các vì sao tăng.

Do vậy, nó chỉ bao gồm hoặc chủ yếu là quần hợp sao già II mà thôi. Nhìn vẻ bề ngoài và các ngôi sao bên trong, dải ngân hà hạt đậu nếu quan sát rất khó phân biệt với hình elip.

Hình Elip

Các dải ngân hà hình elip theo quan sát thì khá chắc chắn với ba trục. Nó có ít hoặc không có động lượng góc tổng thể và không xoay (dĩ nhiên, những ngôi sao vẫn bay xung quanh tâm của dải ngân hà, nhưng đường bay được định hướng để chỉ có rất ít động lượng góc thuộc quỹ đạo được tổng hợp lại).

Eliptical Galaxy

Thông thường, các dải ngân hà hình elip thường có rất ít hoặc dường như không có điểm chiết trung giữa các vì sao, và chỉ bao gồm quần hợp sao già II: chúng xuất hiện giống dạng xoắn ốc chỉ có dạng hình lồi phát quang mà không có thành phần kết cấu dạng đĩa.

Tuy nhiên, đối với các dạng hình elip, các thành phần kết cấu hình đĩa nhỏ đã được khám phá nên nó có thể là những thay thế cho sự kết thúc của một hệ thống chung trong các dạng dải ngân hà trong đó bao gồm các dải ngân hà hình đĩa.

Hình không đều

Irregular Galaxy

Thường bị làm méo đi do lực hấp dẫn từ các thiên hà gần kề, những dải ngân hà này không theo hình dạng nào cả và rất khác thường.

Tuy nhiên, phân lớp của dải ngân hà hình chiếc đĩa bị bóp méo lại thường xuyên xảy ra.

Các dải ngân hà được hình thành thế nào?

Sau tiếng nổ lớn, vũ trụ được hình thành từ phóng xạ và các hạt hạ nguyên tử. Điều gì xảy ra tiếp theo vẫn còn đang nằm trong tranh cãi – Các hạt hạ nguyên tử đã tập hợp lại và dần dần tạo nên các vì sao, các nhóm sao và cuối cùng là các dải ngân hà? Hay vũ trụ trước tiên đã thiết lập nên các khoảng mênh mông sau đó chia nhỏ thành các dải ngân hà?

Trạm thiên văn vũ trụ James Webb và Herschel sẽ đưa chúng ta sẽ tiến đến gần câu trả lời hơn. Họ sẽ có những thiết bị cực nhạy để quan sát vũ trụ như nó chính thế khi các nhà khoa học tin rằng những dải ngân hà đầu tiên đã được hình thành.