Giữa không trung bao la, một đám mây khí ga nóng bỏng, mờ sáng có kích cỡ lớn hơn cả Dải Ngân hà đang trôi lơ lửng. Các nhà khoa học tin rằng đám mây khí nằm kẹt giữa một cụm các thiên hà khổng lồ là phần vật chất bị bòn rút từ một thiên hà nào đó. Và đáng ngạc nhiên hơn, nó chưa tiêu biến mà vẫn tồn tại như vậy suốt hàng trăm triệu năm.
Đây là thông tin mới liên quan tới cấu trúc bên trong của các cụm thiên hà, đồng thời cho ta một phương thức nghiên cứu mới.
“Đây là khám phá thú vị và không kém phần ngạc nhiên. Sự tồn tại của nó cho thấy ngành thiên văn học, anh cả của khoa học tự nhiên, vẫn luôn ẩn chứa những bất ngờ mới”, nhà vật lý học Ming Sun công tác tại Đại học Alabama nhận định.
Cụm thiên hà Abell 1367
Các thiên hà bị bó buộc bởi lực hấp dẫn của nhau sẽ co lại thành cụm. Và cụm xuất hiện đám mây khí ga nóng có tên Abell 1367, hay còn được gọi là Cụm leo, nằm cách điểm quan sát 300 triệu năm ánh sáng. Nó được cấu thành từ ít nhất 72 thiên hà lớn, tạo thành một siêu cụm có cấu trúc khổng lồ và phức tạp.
Khu vực không gian nơi cụm thiên hà tồn tại xuất hiện rất nhiều hoạt động thú vị. Đã từ lâu, các nhà thiên văn học cố gắng nhìn sâu vào bên trong chúng để xem cách Vũ trụ liên kết với nhau. Năm 2017, một nhóm nghiên cứu sử dụng Kính thiên văn Subaru của Nhật Bản phát hiện ra một đám mây khí nhỏ, nóng gần khu vực Abell 1367. Vì chưa rõ nguồn gốc đám khí ga, họ phải sử dụng thêm nhiều công cụ khác để tiếp tục nghiên cứu.
Dẫn đầu bởi nhà thiên văn học Chong Ge công tác tại Đại học Alabama, một nhóm nghiên cứu sử dụng thêm kính thiên văn Tia X XMM-Newton và hệ thống Quang phổ Khám phá Đa Đơn vị (Multi Unit Spectroscopic Explorer - MUSE) của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) để quan sát cụm mây nóng. Họ phát hiện ra một lượng lớn tia X phóng ra, từ đó đo đạc được kích cỡ cụm vật chất.
Chỉ số cho thấy cụm mây có kích cỡ lớn hơn cả Dải Ngân hà, với khối lượng gấp khoảng 10 tỷ lần Mặt Trời. Quan sát ban đầu cho thấy đám mây không có liên hệ nào với các thiên hà trong cụm, mà trôi tới vị trí này từ một nơi bất định nào khác.
Đám mây cô đơn.
Nhiệt độ của đám mây đo được ở khoảng giữa 10.000 và 10.000.000 Kelvin (khoảng 9.700 độ C cho tới 9,99 triệu độ C), tương đương với nhiệt độ của khí tồn tại bên trong một thiên hà. Nhưng khí nằm ở khoảng không giữa các thiên hà vẫn còn nóng hơn nữa, ở khoảng 100 triệu Kelvin. Khác biệt này cho thấy đám mây khí lơ lửng mới được phát hiện có thể có nguồn gốc từ một thiên hà nào khác lơ lửng trong Vũ trụ, thải ra chỗ khí này trên đường bay.
“Giống như việc tóc và vạt áo của bạn bay về phía sau khi bạn chạy ngược chiều gió vậy. Một khi chỗ khí rời thiên hà của mình, nó sẽ nguội đi và bắt đầu bốc hơi, như băng tan trong hè nóng”.
Sự kiện này vừa thú vị lại vừa kỳ lạ: các nhà khoa học không phát hiện ra bất cứ thiên hà nào gần vị trí này có thể sản sinh ra chỗ khí đó. Và nếu khí đã thoát ra khỏi thiên hà tới hàng trăm triệu năm rồi, tại sao nó không hòa vào với số khí nằm giữa các thiên hà? Tính toán ban đầu cho thấy từ trường có thể giữ khí lại với nhau được lâu tới vậy.
Dựa vào khối lượng lớn của số vật chất khổng lồ, các nhà khoa học nhận định đám mây phải thoát ra từ một thiên hà có kích cỡ lớn. Nếu quan sát thấy một đường khí thoát ra từ cụm mây, nhóm nghiên cứu có thể xác định được đường bay của cả cụm và từ đó, lần dấu thiên hà bay lạc kia.
Khi đã có được dữ liệu về đám mây cô đơn này, ngành thiên văn học có thể tìm được thêm những cụm khí tương tự khác. Chúng có thể giúp chúng ta hiểu hơn về cấu trúc một cụm thiên hà, đồng thời xác định mật độ vật chất có trong mỗi cụm. Bên cạnh đó, giờ ta đã khẳng định được rằng không gian nằm giữa các thiên hà có thể hút mất khí thoát ra từ thiên hà đó.