Hubble tiết lộ hai thế lực vũ trụ bẻ cong thiên hà xoắn ốc NGC 4654 thành hình dạng méo mó

Ngày 24 tháng 7 năm 2026, NASA và ESA công bố hình ảnh từ Kính viễn vọng Hubble về thiên hà NGC 4654, cho thấy một thiên hà xoắn ốc bất đối xứng đến mức trông như thể một nửa cánh tay của nó đã biến mất. Cấu trúc méo mó này là kết quả hữu hình của hai lực vũ trụ tác động đồng thời: áp suất ram từ khí nóng của chùm Virgo và một cuộc bay ngang qua hấp dẫn với một thiên hà lân cận. Các nhà nghiên cứu đang sử dụng kết hợp dữ liệu tử ngoại-quang học từ Hubble, quan sát vô tuyến từ VLA và bản đồ sóng milimet từ ALMA để kết nối trực tiếp các quá trình này với nơi các ngôi sao hình thành và nơi sự hình thành sao bị dập tắt.

Tại sao NGC 4654 trông giống như một xoắn ốc một bên

NGC 4654 là một thiên hà xoắn ốc trung gian nằm cách Trái Đất khoảng 72 triệu năm ánh sáng trong chòm sao Xử Nữ (Virgo), là một phần của chùm thiên hà Virgo dày đặc . "Trung gian" có nghĩa là thiên hà này có đặc điểm của cả thiên hà xoắn ốc có thanh và không có thanh, với cấu trúc thanh yếu ở trung tâm .

Đặc điểm nổi bật nhất của thiên hà trong hình ảnh năm 2026 là sự bất đối xứng của nó: một bên là một cạnh tròn, được xác định rõ ràng và một cái đuôi khí dài kéo dài từ phía đối diện — cái đuôi này kéo dài ra ngoài tầm nhìn của Hubble . Hình dạng "xoắn ốc một bên" này là đặc điểm hình ảnh chính được mô tả trong thông cáo ngày 24 tháng 7 năm 2026 của NASA .

Hai quá trình định hình thiên hà

1. Áp suất ram (Ram-pressure stripping) — Khi NGC 4654 di chuyển với tốc độ cao qua môi trường liên chùm thiên hà (intracluster medium) nóng của chùm Virgo, khí bị đẩy và bóc tách khỏi thiên hà, tạo ra cái đuôi khí dài ở một bên . Đây là quá trình tương tự ảnh hưởng đến nhiều thiên hà trong môi trường chùm Virgo đông đúc .

2. Tương tác thủy triều hấp dẫn (Gravitational tidal interaction) — NGC 4654 đã có một cuộc chạm trán gần nhanh chóng với thiên hà láng giềng khổng lồ NGC 4639 . Tương tác hấp dẫn bay ngang qua này đã làm biến dạng sự phân bố sao và khí của thiên hà, kéo vật chất một cách bất đối xứng .

Quan trọng là, không một quá trình nào đơn lẻ có thể giải thích đầy đủ sự bất đối xứng của NGC 4654. Các mô phỏng số đã chỉ ra rằng chỉ có một mô hình kết hợp cả tương tác thủy triều và áp suất ram mới tái tạo được dữ liệu quan sát . Một nghiên cứu năm 2006 so sánh các quan sát H I sâu từ VLA với các mô hình động lực học đã kết luận rằng "chỉ có một mô hình liên quan đến sự kết hợp của tương tác thủy triều và áp suất ram mới có thể tái tạo dữ liệu" .

Dữ liệu từ Hubble và mặt đất tiết lộ điều gì về sự hình thành sao

Dữ liệu được sử dụng để tạo ra hình ảnh tháng 7 năm 2026 được thu thập như một phần của chương trình quan sát Hubble nhằm điều tra chu trình hình thành sao và phản hồi sao trong các thiên hà lân cận . Chương trình này sử dụng khả năng tử ngoại và quang học của Hubble để theo dõi các quần thể sao trẻ và khí bị ion hóa .

Các nghiên cứu đa bước sóng bổ sung về NGC 4654 đã sử dụng các quan sát liên tục vô tuyến và H I từ VLA, cũng như dữ liệu hồng ngoại xa và sóng milimet từ ALMA và Herschel, để lập bản đồ khí phân tử, hydro nguyên tử và các vùng khí bị nén gần rìa ngoài của đĩa quang học .

Một nghiên cứu năm 2021 trên tạp chí Astronomy & Astrophysics đã phân tích cụ thể NGC 4654 như một thiên hà đang trải qua quá trình bóc tách áp suất ram gần như cạnh và tương tác thủy triều bay ngang qua với NGC 4639 . Nghiên cứu đó đã sử dụng dữ liệu CO(2−1) từ kính thiên văn IRAM 30 m HERA để nghiên cứu các điều kiện vật lý của môi trường liên sao và tìm thấy một vùng khí bị nén mạnh gần rìa ngoài của đĩa quang học, với mật độ bề mặt H I vượt quá đáng kể giá trị chuẩn là 10−15 M⊙ pc−2 . Nghiên cứu kết luận rằng tham số Toomre Q ∼0,8 kết hợp với sự gia tăng độ phân tán vận tốc ∆vdisp ∼5 km s−1 là những điều kiện cần thiết để đồng thời tái tạo sự hình thành sao quan sát được .

Các dữ liệu lưu trữ bổ sung từ Máy ảnh Hành tinh Trường rộng 2 (WFPC2) và Máy ảnh Khảo sát Tiên tiến (ACS) của Hubble, được lưu trữ trong Kho Lưu trữ Di sản Hubble (Hubble Legacy Archive), cũng đã được sử dụng trong các nghiên cứu về các cụm sao và nhân sao kép của thiên hà này .

Cùng nhau, các bộ dữ liệu này cho phép các nhà nghiên cứu vạch ra một đường thẳng từ sự phân bố khí và động lực học bất đối xứng của thiên hà đến các vị trí và tốc độ hình thành sao — cho thấy nơi nào sự nén khí từ hai quá trình kích hoạt sự ra đời của các ngôi sao mới và nơi nào việc bóc tách khí dập tắt nó . Khu vực phía tây bắc của NGC 4654, nơi khí bị nén, cho thấy hiệu suất hình thành sao cao hơn mặc dù tỷ lệ khí phân tử của nó thấp hơn, cho thấy rằng dòng khí có độ kim loại thấp do áp suất của môi trường liên chùm thiên hà có thể tăng cường sự hình thành sao .