Thiên hà Tiên Nữ, còn được gọi là Andromeda hay NGC 224, là một thiên hà hùng vĩ chứa một nghìn tỷ ngôi sao nằm cách chúng ta khoảng 2,5 triệu năm ánh sáng. Đây là thiên hà xoắn ốc gần dải Ngân Hà nhất, đến mức có thể quan sát thấy từ Trái Đất bằng mắt thường dưới dạng một vệt sáng hình điếu xì gà trên bầu trời mùa thu.
Vầng hào quang của Andromeda đã được chú ý đến từ lâu nhưng các nhà thiên văn học gặp rất nhiều khó khăn trong việc xác định lớp khí bí ẩn này bởi chúng gần như không thể quan sát thấy bằng hệ thống kính viễn vọng trên mặt đất.
Trong một nghiên cứu mới mang tính bước ngoặt của NASA do Giáo sư Nicolas Lehner từ Đại học Notre Dame của Mỹ dẫn đầu, các nhà khoa học đã lần đầu tiên lập được bản đồ chi tiết về vầng hào quang vô hình này, cho phép ước tính kích thước của nó chính xác hơn nhiều.
Bản đồ vầng hào quang xung quanh thiên hà Tiên Nữ. Ảnh: NASA.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng sử dụng khả năng độc đáo của Máy quang phổ Nguồn gốc Vũ trụ (COS) trên Kính viễn vọng Không gian Hubble để quan sát tia cực tím phát ra từ các chuẩn tinh - vật thể giống sao được tạo ra khi một hố đen siêu lớn "nuốt chửng" vật chất xung quanh và phát ra bức xạ cực mạnh. Bức xạ tia cực tím này khiến oxy, carbon và silic hiện diện trong lớp khí bao quanh thiên hà bị ion hóa (một nguyên tử bị ion hóa khi bức xạ tách một hoặc nhiều electron ra khỏi nó).
Lehner cùng các cộng sự đã kiểm tra ánh sáng cực tím phát ra từ 43 chuẩn tinh xa xôi nằm rải rác phía sau vầng hào quang. Dựa vào các quan sát về cách ánh sáng bị lớp khí ion hóa hấp thụ và sự hấp thụ đó thay đổi như thế nào giữa các vùng khác nhau, các nhà khoa học có thể thăm dò vật chất của vầng hào quang để lập bản đồ chi tiết.
Nhóm nghiên cứu phát hiện, vầng hào quang của Andromeda có cấu trúc phân lớp, với hai lớp khí chính lồng vào nhau. Các lớp khí mỏng manh này mở rộng từ 1,3 đến 2 triệu năm ánh sáng từ thiên hà. Điều đó có nghĩa là vầng hào quang của Andromeda có thể đã va chạm với hào quang của dải Ngân Hà.
"Lớp khí bên trong kéo dài tới nửa triệu năm ánh sáng và năng động hơn nhiều. Trong khi đó, lớp khí bên ngoài mịn và nóng hơn. Sự khác biệt này có thể là kết quả của sự kiện siêu tân tinh xảy ra trên đĩa thiên hà", Lehner giải thích.
"Những hiểu biết về quầng khí khổng lồ xung quanh thiên hà là vô cùng quan trọng vì nó chứa nguyên liệu cho quá trình hình thành sao cũng như các sự kiện mãnh liệt như siêu tân tinh. Nó cũng cung cấp manh mối về quá trình tiến hóa của thiên hà trong quá khứ, hiện tại và tương lai. Vầng hào quang là đối tượng tuyệt vời để chúng ta nghiên cứu một cách chi tiết về thiên hà láng giềng", đồng tác giả Samantha Berek từ Đại học Yale của Mỹ nhấn mạnh tầm quan trọng của khám phá mới.
Chi tiết nghiên cứu đã được xuất bản trên tạp chí Astrophysical Journal hôm 27/8.
Đoàn Dương (Theo NASA)