Thiên hà lùn NGC 6789, nằm cách Trái Đất khoảng 12 triệu năm ánh sáng, đã khiến các nhà thiên văn trên khắp thế giới phải kinh ngạc khi tiếp tục tạo ra những ngôi sao mới dù dường như không hề có nguồn nhiên liệu cần thiết. Câu chuyện về nó không chỉ đặt ra một nghịch lý khoa học mà còn làm dấy lên câu hỏi lớn về cách các thiên hà nhỏ tồn tại và phát triển trong môi trường thiếu hụt vật chất.
NGC 6789 tọa lạc trong một khu vực gần như trống rỗng hoàn toàn, được gọi là Khoảng Trống Địa Phương, một vùng ít thiên hà và đặc biệt khan hiếm khí hydro lạnh, vốn là nhiên liệu chính cho quá trình hình thành sao.
Thiên hà này được phát hiện từ cuối thế kỷ 19, nhưng phải đến những thập kỷ gần đây, khi công nghệ quan sát phát triển hơn, các nhà khoa học mới nhận thấy điều bất thường: dù sống trong môi trường không thuận lợi, nó vẫn đang âm thầm sản sinh những thế hệ sao trẻ.
Dữ liệu cho thấy khoảng 4 phần trăm khối lượng sao hiện tại của NGC 6789 được sinh ra chỉ trong 600 triệu năm gần đây, một con số đáng kể đối với một thiên hà lùn bị cô lập và gần như không có tương tác với môi trường xung quanh.
Điều này không khỏi khiến giới nghiên cứu bối rối, bởi thông thường, quá trình hình thành sao đòi hỏi các đám mây khí lớn phải liên tục được bổ sung từ bên ngoài hoặc từ những vụ va chạm và sáp nhập thiên hà.
Trong trường hợp của NGC 6789, các nhà thiên văn lại không tìm thấy bất kỳ nguồn cung cấp vật chất nào. Không có thiên hà láng giềng đủ gần để trao đổi khí, không có dấu hiệu của các vụ sáp nhập trong quá khứ và càng không có dấu vết cho thấy thiên hà này bị xáo trộn bởi tương tác hấp dẫn.
Nói cách khác, NGC 6789 đang hoạt động như một cỗ máy tự sản xuất sao mà không có nguồn nhiên liệu bổ sung, điều hoàn toàn trái ngược với những mô hình hình thành thiên hà được giới khoa học chấp nhận.
Để giải mã bí ẩn này, nhóm nghiên cứu do nhà thiên văn Ignacio Trujillo thuộc Viện Vật lý Thiên văn Quần đảo Canary dẫn đầu đã tiến hành một cuộc khảo sát chi tiết sử dụng Kính viễn vọng Twin Two mét tại Đài quan sát Teide của Tây Ban Nha.
Họ dành thời gian quan sát cả vùng ngoại vi và khu vực trung tâm của thiên hà nhằm tìm kiếm bằng chứng về những dấu hiệu mà các thiên hà thường để lại sau quá trình tương tác, chẳng hạn như đuôi thủy triều, các cấu trúc sao bị kéo giãn hoặc các vệt sáng mờ do những mảnh thiên hà cũ để lại. Nếu tồn tại các cấu trúc này, chúng có thể chứng minh rằng NGC 6789 đã từng hấp thụ một thiên thể nhỏ khác, từ đó bổ sung lượng khí cần thiết để tiếp tục chu kỳ hình thành sao.
Thế nhưng kết quả thu được lại khác hẳn kỳ vọng. Dữ liệu quan sát cho thấy thiên hà hoàn toàn nguyên vẹn và không mang dấu hiệu bị xáo trộn. Sự tinh khiết của cấu trúc khiến các nhà khoa học phải đi đến kết luận rằng những ngôi sao trẻ trong NGC 6789 không thể đến từ bên ngoài, mà phải được hình thành ngay bên trong nó.
Điều này mở ra hai khả năng. Thứ nhất, thiên hà có thể vẫn còn một lượng nhỏ khí còn sót lại từ thời kỳ hình thành ban đầu, và lượng khí này dù ít ỏi vẫn đủ để tạo ra những đợt hình thành sao mới rải rác qua thời gian. Thứ hai, thiên hà có thể đang hấp thu lượng khí nguyên sơ cực mảnh từ không gian xung quanh, lượng khí này nhanh chóng rơi vào trung tâm và bị tiêu thụ trước khi kịp để lại dấu vết rõ ràng.
Dù sao đi nữa, cả hai kịch bản đều khiến giới chuyên môn khó đưa ra lời giải thích thỏa đáng, bởi những mô hình hiện tại đều dự đoán rằng một thiên hà bị cô lập trong môi trường nghèo nàn vật chất như Khoảng Trống Địa Phương sẽ sớm cạn nhiên liệu và rơi vào trạng thái ngừng hình thành sao. Việc NGC 6789 tiếp tục duy trì hoạt động trong hàng trăm triệu năm mà không có nguồn cung cấp khí rõ ràng là điều vượt qua mọi dự đoán.
Câu hỏi đặt ra là điều gì làm cho thiên hà nhỏ bé này trở nên đặc biệt. Các nhà khoa học cho rằng có thể cấu trúc nội tại của NGC 6789 giữ lại khí hiệu quả hơn các thiên hà lùn khác, hoặc một phần vật chất tối bên trong thiên hà đã góp phần giữ lại lượng khí nguyên thủy mà không bị phân tán. Tuy nhiên, những giả thuyết này hiện mới chỉ dừng ở mức suy đoán và cần thêm nhiều dữ liệu từ các thiết bị quan sát hiện đại hơn.
Điều khiến giới thiên văn học đặc biệt quan tâm là NGC 6789 không chỉ là một trường hợp đơn lẻ. Những năm gần đây, một số thiên hà lùn cô lập khác cũng cho thấy dấu hiệu hình thành sao bất thường, và mỗi trường hợp lại đặt ra thêm nhiều câu hỏi về các mô hình tiến hóa thiên hà đang được sử dụng.
Nếu các thiên hà nhỏ có khả năng tự duy trì hoạt động mà không cần nguồn khí dồi dào, điều đó có thể làm thay đổi cách chúng ta hiểu về sự phát triển của vũ trụ, đặc biệt trong những vùng trống rộng lớn vốn được cho là gần như bất động.
Nhóm nghiên cứu cho biết họ sẽ tiếp tục quan sát NGC 6789 bằng các kính viễn vọng lớn hơn như VLT hoặc JWST nhằm tìm kiếm những tín hiệu mờ nhạt mà các thiết bị hiện tại chưa phát hiện được. Những quan sát này có thể giúp xác định rõ thành phần khí còn sót lại, tốc độ hình thành sao cũng như những dấu hiệu của vật chất tối trong thiên hà. Nếu may mắn, chúng ta có thể tìm ra lời giải cho cách mà một thiên hà lùn yếu ớt lại có thể duy trì sức sống trong môi trường khắc nghiệt đến vậy.
Tuy nhiên, cho đến lúc đó, NGC 6789 vẫn là một câu đố đầy thách thức đối với khoa học hiện đại. Nó nằm lặng lẽ trong khoảng không vô tận, không có hàng xóm, không có dòng khí dồi dào, thế nhưng vẫn tiếp tục sáng tạo ra những ngôi sao mới như thể đang phớt lờ mọi quy luật vũ trụ mà chúng ta từng biết. Thiên hà bé nhỏ này nhắc chúng ta rằng vũ trụ vẫn còn vô vàn bí ẩn, và rằng những điều tưởng như không thể lại có thể tồn tại ngay giữa nơi tưởng như hoàn toàn trống rỗng.
