THIÊN HÀ LÙN: SỰ HÌNH THÀNH, TIẾN HÓA, ĐẶC ĐIỂM, VÍ DỤ - ARTE - 2025

Thiên hà lùn được coi là thiên hà có số lượng sao bằng một phần trăm các sao nằm trong các thiên hà xoắn ốc lớn, chẳng hạn như Andromeda và Dải Ngân hà của chúng ta. Thiên hà lùn là loại thiên hà phổ biến nhất trong Nhóm thiên hà địa phương và được cho là giống như vậy trong phần còn lại của vũ trụ.

Các thiên hà lùn thường được tìm thấy quay quanh các thiên hà lớn hơn nhiều. Chỉ riêng xung quanh Dải Ngân hà, hơn mười lăm thiên hà lùn quay quanh đã được xác định.

Hình 1. Thiên hà lùn siêu nhỏ M60-UCD1 quay quanh thiên hà khổng lồ M60. M60 cách xa 54 triệu năm ánh sáng và thiên hà xoắn ốc hùng vĩ NGC 4647 cách xa hơn 63 triệu năm ánh sáng so với nền của M60. Nguồn: Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA.

Thiên hà nhỏ nhất được các nhà thiên văn xác định cho đến nay chứa khoảng một nghìn ngôi sao, có hình cầu và được gọi là Segue 2, trong chòm sao Bạch Dương. Tương ứng với các thiên hà lớn, điều đó giống như khám phá một con voi có kích thước bằng một con chuột.

Sự hình thành và tiến hóa

Các lý thuyết gây tranh cãi và gần đây nhất về sự hình thành các thiên hà lùn, cũng như các thiên hà lớn khác, chỉ ra rằng chúng là kết quả của lực hút của vật chất giữa các vì sao đối với các vùng có vật chất tối hoặc với các đám mây do các nguyên tố nặng tạo thành.

Tuy nhiên, những phát hiện tương đối mới được thực hiện với kính viễn vọng không gian trong phạm vi tia cực tím, do NASA vận hành, đã cho thấy các thiên hà lùn được hình thành bởi khí của các nguyên tố ánh sáng đến từ Vòng Leo: một đám mây khổng lồ 650 nghìn năm ánh sáng làm bằng hydro và khí heli.

Đặc điểm chung

Thiên hà lùn là thiên hà phong phú nhất trong vũ trụ, nhưng khó phát hiện do kích thước nhỏ và độ sáng thấp.

Đối với các thiên hà lùn, các dạng hình dạng khác nhau quan sát được trong các thiên hà lớn hơn cũng được áp dụng, được xác định bởi Edwin Hubble trên "âm thoa Hubble". Ví dụ, các loại sau đã được xác định: xoắn ốc, không đều, hình cầu và hình elip.

Hình 2. Âm thoa Hubble với các loại thiên hà khác nhau.

Ngoài ra, các thiên hà lùn xanh và nhỏ gọn đã được tìm thấy, cũng như các thiên hà siêu nhỏ.

Các thiên hà lùn xoắn ốc thường cách xa các cụm thiên hà khác, vì nếu không thì tương tác hấp dẫn với các nước láng giềng gần đó sẽ tạo ra những thay đổi trong đĩa xoắn ốc của chúng.

Loại thiên hà này có độ sáng thấp và đường kính của nó nhỏ hơn 16 nghìn năm ánh sáng. Chúng thường có một lượng lớn vật chất tối.

Mặc dù một số chuyên gia tin rằng chúng rất cũ, nhưng các thiên hà lùn xanh nhỏ gọn được tạo thành từ các cụm sao trẻ nóng, khổng lồ phát ra ánh sáng xanh lam và khiến bản thân thiên hà có màu hơi xanh.

Một đại diện đặc trưng của loại thiên hà này là PGC-51017 được thể hiện trong Hình 3.

Hình 3. Thiên hà lùn xanh nhỏ gọn PGC-51017. Nguồn: Wikimedia Commons

Các ngôi sao tạo nên các thiên hà lùn xanh nhỏ gọn có thời gian hình thành khác nhau và đang trong quá trình tiến hóa vĩnh viễn.

Thiên hà lùn, lỗ đen lớn và nhỏ

Một phát hiện đáng ngạc nhiên là của một thiên hà lùn với một lỗ đen nhỏ ở trung tâm của nó. Nó là NGC 4395 với lỗ trung tâm bằng 10.000 lần khối lượng Mặt Trời. Điều này trái ngược với các lỗ đen ở trung tâm của các thiên hà lớn, có khối lượng từ hàng triệu đến hàng tỷ lần khối lượng Mặt Trời.

Hình 4. Thiên hà lùn NGC 4395 do kính thiên văn Shulman ở Arizona chụp. Nguồn: Kính thiên văn Shulman.

Nhưng ở một thái cực khác là những thiên hà lùn siêu nhỏ có một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của chúng, với khối lượng hàng chục triệu Mặt Trời. Do đó, mặc dù là các thiên hà nhỏ, chúng có mật độ sao khổng lồ, như trường hợp của thiên hà M60-UCD1 được thể hiện trong hình 1.

Ví dụ về thiên hà lùn

Dưới đây, chúng tôi sẽ đưa ra một loạt các ví dụ về các thiên hà lùn đã được xác định rõ với các hình dạng, kích thước và đặc điểm khác nhau, để người đọc có cái nhìn tổng quan về sự đa dạng của chúng.

Sao lùn hình cầu, hình elip và xoắn ốc

Thiên hà lùn hình cầu có độ sáng thấp PGC 19441, trong chòm sao Carina, là một thiên hà vệ tinh của Dải Ngân hà, tạo thành một phần của Nhóm thiên hà Địa phương. Nó có đường kính 2.000 năm ánh sáng và ở khoảng cách 330.000 năm ánh sáng.

Một ví dụ điển hình khác là Thiên hà lùn hình elip Nhân mã (M 54), có đường kính 10.000 năm ánh sáng và 50.000 năm ánh sáng từ trung tâm thiên hà của chúng ta, mà nó quay quanh. Không nên nhầm lẫn nó với một thiên hà khác có tên tương tự: thiên hà bất thường gần hơn nhiều của Nhân Mã.

Người ta ước tính rằng trong khoảng 100 triệu năm nữa, nó sẽ tiếp cận hạt nhân của Dải Ngân hà một lần nữa, cuối cùng trở thành một phần của nó.

Hình 5. Thiên hà lùn hình elip M 54 trong Nhân Mã. Nguồn: wikimedia commons

Một ví dụ về thiên hà lùn xoắn ốc là NGC 5474 trong chòm sao Ursa Major. Nó là thiên hà gần nhất trong số nhiều thiên hà vệ tinh trong Thiên hà Chong chóng lớn (M101). Trong số các thiên hà lùn, các thiên hà hình xoắn ốc là ít thường xuyên nhất.

Hình 6. Thiên hà lùn xoắn ốc NGC 5474. Nguồn: Wikimedia Commons

Sao lùn bất thường và siêu nhỏ

Đám mây Magellan nhỏ (NGC 292) là một thiên hà lùn có hình dạng bất thường, nhỏ hơn khoảng một trăm lần so với Dải Ngân hà, là nơi có khoảng 3 tỷ ngôi sao. Nó có thể được nhìn thấy mà không cần kính thiên văn, ở chòm sao phía nam của Toucan.

Nó cách chúng ta 200 nghìn năm ánh sáng. Người ta tin rằng ban đầu nó có hình dạng xoắn ốc, nhưng nó đã bị biến dạng bởi lực hấp dẫn của Dải Ngân hà, mà bản thân nó không phải là một thiên hà vệ tinh của nó.

Một ví dụ về thiên hà lùn siêu nhỏ là M60-UCD1, một thiên hà lùn quay quanh thiên hà khổng lồ M60, cách trung tâm của nó 22.000 năm ánh sáng. Tại trung tâm của ngôi sao lùn M60-UCD1 siêu nhỏ gọn là một lỗ đen siêu lớn có khối lượng 21 triệu khối lượng Mặt Trời, theo tính toán về tốc độ quỹ đạo của các ngôi sao xung quanh nó.

Hình 1 cho thấy một bức ảnh ngoạn mục do kính viễn vọng không gian Hubble chụp cho thấy thiên hà lùn siêu nhỏ M60-UCD1, quay quanh thiên hà khổng lồ M60.

Trong cùng hình đó, thiên hà xoắn ốc hùng vĩ NGC 4647, xa hơn thiên hà khổng lồ M60 63 triệu năm.

Người giới thiệu

1. Phòng thí nghiệm động cơ phản lực. Công thức mới cho thiên hà lùn. Đã khôi phục từ: jpl.nasa.gov
2. Đài quan sát. Hình elip M60 và hình xoắn ốc NGC 4647. Được khôi phục từ: Observatorio.info
3. MNN. Thiên hà nhỏ nhất trong vũ trụ lớn đến mức nào ?. Được khôi phục từ: MNN.com.
4. Phys.org. Nghiên cứu các thiên hà lùn để có được bức tranh lớn. Phục hồi từ: Phys.org.
5. Không gian. Đám mây Magellan Nhỏ: Một Vệ tinh Dwarf Thiên hà Hàng xóm. Được khôi phục từ: space.com
6. Tin tức SCI. Các nhà thiên văn học phát hiện ra lỗ đen siêu lớn trong thiên hà lùn. Phục hồi từ: sci-news.com
7. Wikipedia. Segue 2. Khôi phục từ: wikipedia.com