Các nhà vật lý thiên văn Tây Ban Nha xác nhận hiện tượng 'ăn thịt đồng loại' ở các thiên hà lùn, làm sáng tỏ mô hình vật chất tối

Nghiên cứu vật lý thiên văn tại Tây Ban Nha đã cung cấp những bằng chứng định lượng mang tính nền tảng, xác nhận rằng các thiên hà lùn thường xuyên hấp thụ những hệ thống vệ tinh nhỏ hơn – một quá trình được gọi là "thôn tính vũ trụ". Kết quả của công trình này, được công bố vào tháng 2 năm 2026 trên tạp chí "Astronomy & Astrophysics" (A&A), lần đầu tiên đưa ra các con số cụ thể về tần suất sáp nhập trong các thiên hà lùn. Nghiên cứu này đóng góp một phần quan trọng vào việc hiểu rõ quá trình hình thành cấu trúc phân cấp trong vũ trụ, một hiện tượng vốn đã được dự đoán bởi mô hình vật lý học Lambda-CDM tiêu chuẩn.

Dữ liệu then chốt của công trình được thu thập thông qua dự án quốc tế mang tên Stellar Stream Legacy Survey (SSLS), vốn tận dụng các hình ảnh phơi sáng sâu từ Legacy Imaging Survey. Đóng vai trò dẫn dắt trong nghiên cứu là nhà khoa học Joanna D. Sakowska đến từ Viện Vật lý Thiên văn Andalusia (IAA-CSIC), một cơ quan được công nhận là "Trung tâm Xuất sắc Severo Ochoa". Đồng tác giả của công trình là David Martínez-Delgado thuộc Trung tâm Nghiên cứu Vật lý Vũ trụ Aragon (CEFCA), đơn vị đã vận hành Đài quan sát Vật lý Thiên văn Javalambre (OAJ) từ năm 2008, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp hạ tầng quan sát cần thiết cho các phân tích sâu.

Trong một cuộc khảo sát hệ thống quy mô lớn, bao gồm khoảng 3.100 thiên hà lân cận nằm trong phạm vi độ dịch chuyển đỏ z~0,02, với khoảng 940 thiên hà có đặc điểm tương tự Ngân Hà, các nhà nghiên cứu đã phát hiện 17 trường hợp có các đặc điểm bồi tụ rõ rệt xung quanh các thiên hà lùn. Những dấu hiệu này bao gồm các dòng sao, cấu trúc vỏ bọc hoặc quầng sao không đều. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã xác định được 11 hệ thống sở hữu cấu trúc vỏ bọc và 8 hệ thống có quầng sao không đối xứng, cùng với một dòng sao đặc biệt rõ rệt. Các tác giả đi đến kết luận rằng hiện tượng "ăn thịt đồng loại" là một quá trình phổ biến ngay cả ở những hệ thống thiên hà có kích thước nhỏ nhất, hoàn toàn nhất quán với các dự báo từ các mô hình lý thuyết hiện đại.

Việc định lượng thành công tần suất của các vụ sáp nhập ở quy mô nhỏ này đã cung cấp những dữ liệu thực nghiệm cực kỳ quan trọng để hiệu chỉnh các mô phỏng vũ trụ học. Mô hình hình thành thiên hà truyền thống vốn giả định sự tăng trưởng thông qua việc bồi tụ các vệ tinh, điều này đã được quan sát rõ ràng ở các hệ thống thiên hà lớn, nhưng việc phát hiện những dấu vết mờ nhạt của quá trình này trong các thiên hà lùn từ lâu đã là một thách thức lớn đối với các thiết bị quan sát thực tế. Dự án SSLS đã đạt được bước tiến vượt bậc khi chạm tới giới hạn độ sáng bề mặt khoảng 29 magnitudes trên mỗi giây cung vuông trong dải r, cho phép các nhà khoa học nhận diện được những cấu trúc vốn trước đây gần như không thể tiếp cận.

Tầm quan trọng cốt lõi của công trình nghiên cứu nằm ở tiềm năng làm sáng tỏ bản chất của vật chất tối, một loại vật chất vô hình nhưng lại chiếm ưu thế tuyệt đối trong các thiên hà lùn này. Hình thái của các dòng sao được phát hiện cực kỳ nhạy cảm với tiềm năng hấp dẫn của quầng vật chất tối bao quanh chúng. Phân tích chi tiết hình thái của một trong những dòng sao này cho thấy sự tương thích cao với các mô hình lý thuyết nhất định, giúp chuyển dịch việc nghiên cứu vật chất tối từ các mô phỏng máy tính thuần túy sang các ràng buộc quan sát dựa trên những cấu trúc hữu hình. Trong tương lai gần, các công cụ quan sát thế hệ mới như kính thiên văn LSST, dự kiến đi vào hoạt động vào năm 2026, được kỳ vọng sẽ ghi nhận những tín hiệu thậm chí còn mờ nhạt hơn nữa, từ đó củng cố vững chắc lý thuyết về sự tăng trưởng phân cấp trong khuôn khổ mô hình Lambda-CDM.