Sơ lược về thiên hà và phân loại thiên hà

0
1004
Thiên hà Sombrero. Nguồn: Apod

THIÊN HÀ LÀ GÌ?

Thiên hà là một tập hợp khổng lồ các ngôi sao, khí và bụi được liên kết với nhau bởi lực hấp dẫn. Các thiên hà có thể rất rộng lớn, lên tới một nghìn tỉ ngôi sao, cũng có thể rất nhỏ bé, chỉ có vài triệu sao.

Các thiên hà có rất nhiều hình dạng, từ những đám mây sao khổng lồ cho đến những hình xoắn ốc phức tạp với các nhánh rõ rệt chứa đầy sao. Kích thước của chúng dao động trong khoảng vài nghìn năm ánh sáng cho tới hơn 100000 năm ánh sáng. Mặt Trời của chúng ta chỉ là một trong số hàng tỉ ngôi sao thuộc thiên hà Milky Way (Dải Ngân Hà), và chính thiên hà của chúng ta cũng chỉ là một trong hàng trăm tỉ thiên hà khác.

Dải Ngân Hà là một phần của một cụm thiên hà có tên gọi Nhóm thiên hà Địa phương, bao gồm cả thiên hà Tiên nữ (Andromeda, M 31) và khoảng 45 thiên hà khác, trong đó có cả hai đám mây Magellan lớn và Magellan nhỏ. Nhóm các thiên hà được liên kết nhờ lực hấp dẫn và chính lực cơ bản này đã liên kết các nhóm thiên hà để hình thành nên Siêu đám thiên hà (supercluster). Nhóm Địa phương là một phần của Siêu đám thiên hà Xử Nữ (Virgo).

Ảnh: Thiên hà xoắn ốc M-74. Nguồn ảnh: Descubre Foundation, Calar Alto Observatory, OAUV, DSA, V. Peris (OAUV), J. L. Lamadrid (CEFCA), J. Harvey (SSRO), S. Mazlin (SSRO), I. Rodriguez (PTeam), O. L. (PTeam), J. Conejero (PixInsight).

PHÂN LOẠI THIÊN HÀ

Có 4 dạng thiên hà chính: xoắn ốc, elip, thấu kính và vô định hình, như mô tả bên dưới. Nhà thiên văn học Edwin Hubble phân loại các thiên hà dựa trên hình dạng khác biệt giữa chúng. Đối với các thiên hà dạng elip, ông thêm chữ cái “E” phía trước và một con số từ 0 tới 7 để biểu thị rằng hình dạng của thiên hà đó chệch so với hình cầu chuẩn bao nhiêu (số 0 tương ứng với dạng cầu hoàn hảo). Thiên hà thấu kính được gắn số hiệu S0. Các thiên hà xoắn ốc chia làm 2 nhóm: Dạng xoắn ốc có dải ngang được thêm tiền tố “SB”, trong khi dạng xoắn ốc không có giải ngang thì chỉ đơn giản là “S”. Bản mở rộng của thang phân loại Hubble chia các thiên hà vô định hình thành 2 loại: “Irr I” – những thiên hà có dấu hiệu của việc có cấu trúc, và “Irr II” – những thiên hà dường như hoàn hoàn toàn không có cấu trúc.

Hệ phân loại thiên hà elip và xoắn ốc của Edwin Hubble. Nguồn: Wikipedia

THIÊN HÀ XOẮN ỐC (Spiral galaxy)

Các thiên hà xoắn ốc chiếm khoảng một phần ba số thiên hà trong vũ trụ gần. Những ngôi sao già ở trung tâm của chúng được bao quanh bởi những nhánh (hay cánh tay) xoắn ốc đầy các sao trẻ và sáng. Những thiên hà này rất giàu các các vùng hình thành sao, bởi chúng chứa lượng lớn khí và bụi. Thiên hà xoắn ốc có dải ngang, chẳng hạn như thiên hà NGC 6217 ở hình dưới, có một dải ngang đầy sao cắt qua vùng trung tâm.

Ảnh: Thiên hà xoắn ốc NGC 6217. Nguồn: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team

THIÊN HÀ ELIP (Elliptical galaxy)

Các thiên hà elip thường trông như những “đốm sáng” lớn tạo nên bởi các ngôi sao già đỏ và vàng. Không như các thiên hà xoắn ốc, chúng hầu như không chứa các tinh vân hình thành sao. Thiên hà lớn nhất trong số những thiên hà elip được biết đến có dạng cận cầu. Trong hình ảnh dưới đây, một luồng khí mạnh mẽ được đẩy ra bởi hố đen siêu khối lượng nằm tại trung tâm của thiên hà dạng elip khổng lồ M 87.

Thiên hà elip M 87. Nguồn: NASA

THIÊN HÀ THẤU KÍNH (Lenticular galaxy)

Thiên hà hình thấu kính thường có vùng trung tâm rộng lớn, dạng gần cầu, chứa các sao già và được bao quanh bởi một đĩa khí và sao, tạo cho chúng hình dạng giống như một thấu kính. Thiên hà thấu kính cũng có phần đĩa chứa khí và sao như ở thiên hà xoắn ốc, nhưng lại không có nhánh xoắn, các sao trẻ, và các tinh vân hình thành sao tỏa sáng và chứa đầy bụi.

Thiên hà thấu kính NGC 2787. Nguồn: ESA/Hubble

THIÊN HÀ VÔ ĐỊNH HÌNH (Irregular galaxy)

Các thiên hà vô định hình không có hình dạng rõ ràng. Chúng thường chứa rất nhiều khí,
bụi cùng với các sao xanh nóng, nhưng không có cấu trúc cụ thể nào. Một vài trong số
chúng cho thấy dấu hiệu của việc có cấu trúc, như là dạng thanh ở trung tâm, chúng thường chứa các tinh vân hình thành sao màu hồng rất rộng lớn. NGC 2366 (hình dưới) là một thiên hà lùn với một vùng tạo sao mới lớn gấp 10 lần vùng tạo sao của thiên hà Milky Way, cho dù thiên hà này bé hơn thiên hà của chúng ta nhiều.

Thiên hà lùn vô định hình NGC 2366. Nguồn: NRAO

CÁC THIÊN HÀ HOẠT ĐỘNG (Active galaxy)

Các quan sát sâu vào vũ trụ tiết lộ một số thiên hà phát ra lượng lớn bức xạ từ vùng trung tâm của chúng. Đó là những thiên hà hoạt động. Một hố đen siêu nặng nằm tại trung tâm của mỗi thiên hà, ngấu nghiến đĩa khí và bụi xoáy tròn, liên tục rơi vào bên trong nó. Việc này giải phóng ra lượng bức xạ năng lượng cao lớn khủng khiếp, đồng thời tạo ra hai dòng vật chất mạnh mẽ bắn ra hai phía của hố đen. Hầu hết, nếu không phải là tất cả cả các thiên hà, đều có hố đen ở trung tâm, nhưng trong đa số trường hợp, chúng không hoạt động mạnh, vì vậy vật chất trong thiên hà vẫn được giữ trong quỹ đạo ổn định quay quanh chúng.

Có bốn loại thiên hà hoạt động chính: Blazar, thiên hà Seyfert, quasar và thiên hà vô tuyến. Chúng dường như có các đặc điểm riêng, nhưng người ta cho rằng vẻ ngoài khác nhau đó có lẽ chỉ vì cường độ hoạt động và góc độ mà ta quan sát chúng. Các vật thể xa nhất từng được khám phá là các quasar siêu sáng.

Quasar phát sáng PG 0052+251 được xác định nằm tại trung tâm của một thiên hà xoắn ốc, cách Trái Đất khoảng 1,4 tỉ năm ánh sáng. Nguồn ảnh: ESA

QUAN SÁT CÁC THIÊN HÀ

Thiên hà là những vật thể sâu, đa số chúng ở khoảng cách hàng triệu năm ánh sáng so với Trái Đất, điều này tạo ra những thử thách thú vị và đáng giá cho các nhà thiên văn học nghiệp dư. Không giống như những ngôi sao, các thiên hà trải rộng và độ sáng bề mặt của chúng là tương đối thấp. Chỉ một vài thiên hà là khả kiến đối với mắt thường dưới bầu trời đêm tối, và bạn sẽ cần ít nhất một chiếc ống nhòm và lí thưởng hơn là một kính thiên văn lớn để quan sát được đa số thiên hà còn lại.

Bạn sẽ nhanh chóng hiểu tại sao chúng thường bị nhầm là tinh vân – khoảng cách đến Trái Đất rất lớn khiến chúng hiện ra giống những vết sáng nhòe mờ nhạt trong các kính thiên văn nghiệp dư, đó là lí do chúng nhận được biệt danh “faint fuzzies” (những đốm mờ). Một số thiên hà sáng hơn có thể cho thấy những cấu trúc không dễ phát hiện, như là dấu vết của nhánh xoắn ốc hay những đường bụi.

Thiên hà Tiên nữ (Andromeda, M 31) là thiên hà sáng nhất bầu trời Bán cầu Bắc. Nằm tại khoảng cách 2,5 triệu năm ánh sáng so với Trái Đất, nó là một trong số những vật thể xa nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Nguồn: Pinterest

Mai Nhung – Hội Thiên văn Nghiệp dư Hà Nội

Dịch từ The Practical Astronomy

 

Comments

comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here