Phát hiện Sợi Thiên Hà Xoắn Ốc Khổng Lồ Dài 50 Triệu Năm Ánh Sáng

Vào tháng 12 năm 2025, một nhóm nghiên cứu quốc tế do Đại học Oxford dẫn đầu đã công bố một khám phá chấn động: một cấu trúc xoay cực kỳ lớn trong mạng lưới vũ trụ. Cấu trúc này là một sợi thiên hà siêu mỏng, trải dài khoảng 50 triệu năm ánh sáng và đang tự quay quanh trục của nó. Điều này khiến nó trở thành một trong những hệ thống quay được xác nhận có kích thước lớn nhất từng được ghi nhận. Được mệnh danh là “xoắn ốc vũ trụ”, vật thể này nằm cách Trái Đất khoảng 140 triệu năm ánh sáng, tương đương với độ dịch chuyển đỏ z=0.032.

Khám phá này được thực hiện nhờ vào dữ liệu thu thập từ Kính viễn vọng vô tuyến MeerKAT ở Nam Phi, trong khuôn khổ cuộc khảo sát sâu MIGHTEE. Khảo sát này tập trung đo lường bức xạ vô tuyến từ hydro trung hòa trong không gian. Giáo sư Vật lý Thiên văn Matt Jarvis thuộc Đại học Oxford là người đứng đầu khảo sát MIGHTEE (MeerKAT International GHz Tiered Extragalactic Exploration). Để xác định cấu trúc này, nhóm nghiên cứu còn kết hợp dữ liệu quan sát quang học từ Thiết bị Quang phổ Năng lượng Tối (DESI) và Khảo sát Cảnh quan Thiên hà Sloan (SDSS).

Các nhà khoa học đã xác định được 14 thiên hà giàu hydro xếp thành hàng dọc theo sợi thiên hà này. Bản thân sợi này lại là một phần của một cấu trúc lớn hơn, bao gồm tổng cộng hơn 280 thiên hà. Điều đáng chú ý là toàn bộ sợi thiên hà này thể hiện sự quay đồng bộ: các thiên hà ở một phía đang di chuyển về phía Trái Đất, trong khi những thiên hà ở phía đối diện lại đang di chuyển ra xa. Tốc độ quay ước tính của toàn bộ hệ thống là khoảng 110 kilômét trên giây, nghĩa là cần tới 2,8 tỷ năm để hoàn thành một vòng quay trọn vẹn.

Giáo sư Matt Jarvis nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tổng hợp dữ liệu từ nhiều đài quan sát khác nhau. Sự kết hợp này là chìa khóa để hiểu sâu hơn về cơ chế hình thành các cấu trúc quy mô lớn và sự tiến hóa của các thiên hà. Đồng tác giả chính, Tiến sĩ Leela Young, nhận định tính độc đáo của cấu trúc này nằm ở sự kết hợp giữa sự thẳng hàng của mô-men xoắn và chuyển động quay, ví von nó giống như trò chơi “chiếc tách” (teacups) tại các công viên giải trí.

Chuyển động kép này mang lại những hiểu biết quý giá về cách các thiên hà thu nhận mô-men xoắn từ các hệ thống lớn hơn mà chúng là thành viên. Tiến sĩ Madalina Tudoraque, đến từ Đại học Cambridge và Oxford, mô tả sợi thiên hà này như một “dấu tích hóa thạch của các dòng chảy vũ trụ”. Nó giúp tái tạo lại bức tranh về cách các thiên hà tích lũy mô-men xoắn và phát triển theo thời gian. Việc các thiên hà trong sợi chứa nhiều hydro cũng là một chỉ báo tuyệt vời về dòng chảy khí dọc theo các sợi vũ trụ, qua đó hé lộ cách mô-men động lượng được chuyển giao qua mạng lưới không gian, từ đó ảnh hưởng đến hình thái, mô-men xoắn và quá trình hình thành sao của thiên hà.

Lý thuyết Mô-men Xoắn Thủy Triều (Tidal Torque Theory - TTT) phổ biến cho rằng mô-men xoắn phát sinh từ lực cắt của dòng vật chất quy mô lớn. Tuy nhiên, nghiên cứu này phát hiện ra rằng trục mô-men xoắn của hầu hết các thiên hà trong sợi này lại song song với cấu trúc tổng thể. Đây là một hiện tượng mạch lạc hơn nhiều so với những gì các mô hình vũ trụ học dự đoán. Điều này ám chỉ rằng ảnh hưởng của môi trường vũ trụ lên mô-men xoắn của thiên hà mạnh mẽ và kéo dài hơn so với những giả định trước đây. Hơn nữa, các thiên hà trong sợi này chứa một lượng hydro bất thường, cho thấy sợi này còn khá trẻ và chưa trải qua các vụ sáp nhập hay va chạm đáng kể nào.

Các nhà nghiên cứu gọi hệ thống này là một “mẫu vật hóa thạch của dòng chảy” – một di tích từ Vũ trụ sơ khai khi những cấu trúc khổng lồ này được hình thành. Phát hiện này cung cấp bằng chứng mới mẻ về sự phân bố vật chất và mô-men động lượng trong Vũ trụ, đồng thời đặt ra những thách thức mới cho các mô hình vũ trụ học hiện hành. Nếu những cấu trúc có độ định hướng cao như thế này phổ biến, chúng có thể tác động đáng kể đến việc phân tích các thí nghiệm về thấu kính hấp dẫn trong tương lai, chẳng hạn như các sứ mệnh Euclid của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) hay Đài quan sát Vera C. Rubin ở Chile. Cuối cùng, khám phá này có thể giúp làm sáng tỏ nguồn gốc của sự quay thiên hà và mô-men xoắn ban đầu của Vũ trụ.