Dữ liệu vô tuyến mới hé lộ cấu trúc từ trường phức tạp trong nhánh Sagittarius của Dải Ngân hà

Những quan sát vô tuyến mới nhất được thực hiện vào đầu năm 2026 đã mang đến một cái nhìn chi tiết và chưa từng có về cấu trúc từ trường ẩn giấu bên trong Dải Ngân hà. Các đường sức từ này đóng vai trò then chốt trong việc điều phối động lực học của khí liên sao và quyết định các quá trình hình thành sao, khiến việc nghiên cứu chúng trở nên thiết yếu để hiểu rõ sự tiến hóa của thiên hà. Tiến sĩ Jo-Anne Brown từ Đại học Calgary nhấn mạnh rằng, nếu không có sự hiện diện của từ trường này, Dải Ngân hà chắc chắn sẽ bị sụp đổ dưới tác động của chính lực hấp dẫn của nó.

Công trình nghiên cứu do Tiến sĩ Brown, giáo sư tại Khoa Vật lý và Thiên văn học thuộc Đại học Calgary dẫn đầu, đã được công bố thông qua hai bài báo khoa học vào tháng 1 năm 2026 trên các tạp chí uy tín là «The Astrophysical Journal» và «The Astrophysical Journal Supplement Series». Nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp tiếp cận đa tần số bằng kính thiên văn vô tuyến tại Đài quan sát Vật lý thiên văn Vô tuyến Dominion (DRAO) ở British Columbia, một cơ sở thuộc Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Canada. Việc quét bầu trời phương Bắc trong dải tần từ 350 đến 1030 MHz đã cung cấp dữ liệu quan trọng cho dự án GMIMS (Khảo sát Môi trường Từ-Ion Toàn cầu), với mục tiêu lập bản đồ toàn diện từ trường của Dải Ngân hà.

Phương pháp then chốt được sử dụng để tách biệt các tín hiệu chồng lấp là hiện tượng quay Faraday. Hiệu ứng này, được Michael Faraday phát hiện lần đầu tiên vào năm 1845, biểu hiện dưới dạng sự xoay mặt phẳng phân cực của sóng vô tuyến khi chúng đi qua lớp khí ion hóa có từ trường xuyên qua. Bằng cách theo dõi sự thay đổi này, các nhà thiên văn học có thể ước tính thành phần của từ trường dọc theo đường ngắm, tạo thành một công cụ mạnh mẽ để phác họa kiến trúc từ tính của không gian vũ trụ.

Nghiên cứu đặc biệt tập trung vào nhánh Sagittarius, một trong những cấu trúc xoắn ốc lớn nhất của Thiên hà chúng ta. Một điểm bất thường đã được phát hiện: hướng của từ trường trong nhánh này bị đảo ngược so với từ trường chung của toàn thiên hà. Tiến sĩ Brown giải thích rằng trong khi từ trường tổng thể quay theo chiều kim đồng hồ khi nhìn từ trên xuống, thì tại nhánh Sagittarius, nó lại quay ngược chiều kim đồng hồ. Phát hiện này, nằm trong khuôn khổ dự án DRAGONS (DRAO GMIMS của Bầu trời phương Bắc), lần đầu tiên chứng minh được sự phức tạp của cấu trúc từ trường trên một quy mô rộng lớn như vậy.

Rebecca Booth, tác giả chính của bài công bố thứ hai, đã giới thiệu một mô hình ba chiều mới nhằm giải thích sự đảo ngược này như một cấu trúc chéo khi quan sát từ Trái đất. Nghiên cứu này cung cấp một bộ dữ liệu hoàn chỉnh và được hiệu chuẩn chính xác, đánh giá là một đóng góp đáng kể của Canada cho nền thiên văn học thế giới. Hơn nữa, khoảng 55% các đường ngắm trong cuộc khảo sát này cho thấy sự phức tạp Faraday, minh chứng cho mức độ không đồng nhất rất cao của từ trường thiên hà.

Sự không đồng nhất này cho thấy từ trường không chỉ đơn thuần là một khung cố định mà là một hệ thống động, liên tục tương tác với các đám mây khí và vật chất. Việc hiểu rõ các cấu trúc như ở nhánh Sagittarius giúp các nhà khoa học dự đoán chính xác hơn về tương lai của Dải Ngân hà cũng như các thiên hà xoắn ốc tương tự trong vũ trụ. Những dữ liệu từ năm 2026 này sẽ là nền tảng quan trọng cho các nghiên cứu sâu hơn về từ học thiên hà trong nhiều thập kỷ tới.