Trong những thiên hà lùn gần chúng ta nhất, những hòn đảo sao nhỏ bé với hàng nghìn hoặc hàng trăm triệu ngôi sao, người ta phát hiện ra một sự thiếu hụt kỳ lạ. Kính viễn vọng không gian Hubble cho thấy: lượng oxy ở đó ít hơn nhiều so với dự đoán của các mô hình. Khí do các ngôi sao sinh ra dường như đã biến mất.
Nghiên cứu của dự án GLOW (Galaxies Losing Oxygen via Winds) bao trùm 37 hệ thống như vậy. Các nhà khoa học đã lần theo dấu vết oxy đi đâu — một trong những nguyên tố phổ biến nhất sau hydro và heli, một dấu hiệu thuận tiện cho các chất nặng. Nó được tạo ra trong lòng những ngôi sao khối lượng lớn và bị phóng vào không gian khi các sao siêu tân tinh bùng nổ. Các mô phỏng cho rằng một phần đáng kể phải ở lại bên trong các thiên hà. Các quan sát của Hubble cùng với dữ liệu từ kính viễn vọng lưu trữ Spitzer và các giao thoa kế vô tuyến trên mặt đất đã vẽ nên một bức tranh khác: các hệ lùn chỉ giữ lại một phần nhỏ lượng oxy được tạo ra.
«Oxy được sinh ra bởi các ngôi sao bên trong thiên hà. Trước đây nó chắc chắn đã ở đó, nghĩa là nó đã bị thổi ra ngoài», — đồng tác giả công trình Grace Telford từ Đại học Utah nhận xét. Điều này đòi hỏi năng lượng của những ngôi sao khối lượng lớn và các vụ nổ sao siêu tân tinh, thứ thúc đẩy vật chất vượt ra ngoài giếng hấp dẫn yếu ớt. Trong các thiên hà khối lượng thấp, những cơn gió thiên hà hoạt động hiệu quả hơn so với dự đoán của các mô hình.
Trưởng nhóm dự án Kristen McQuinn nhấn mạnh khía cạnh thực tiễn của việc lựa chọn: oxy dễ đo lường, và nguồn gốc của nó đã được nghiên cứu kỹ. Qua lượng oxy, có thể thấy các nguyên tố được phân bố như thế nào giữa các ngôi sao, khí liên sao và không gian giữa các thiên hà. Những dữ liệu này giúp hiểu được sự tiến hóa của các thiên hà và cách chúng làm giàu môi trường liên thiên hà — chính tấm vải mỏng manh mà từ đó theo thời gian có thể mọc lên những cấu trúc mới.
Người ta chọn những thiên hà gần: Hubble có thể phân giải được từng ngôi sao riêng lẻ trong chúng và dựng lại lịch sử hình thành sao. Đối với những hệ xa hơn, hiện chưa có mức độ chi tiết như vậy. Trước đây, những «sự rò rỉ» kim loại tương tự đã từng được ghi nhận ở các thiên hà xoắn ốc lớn như Ngân Hà — một phần vật chất lắng đọng trong các quầng khí bao quanh. Đối với các thiên hà lùn, câu hỏi vẫn còn bỏ ngỏ: phần lớn oxy bị giữ lại ở vùng lân cận gần nhất hay đã bay đi rất xa.
Các kết quả làm thay đổi quan niệm về cách những thiên hà nhỏ ảnh hưởng đến thành phần hóa học của vũ trụ. Trong vũ trụ sơ khai, chính chúng chiếm ưu thế, và những cơn gió của chúng có thể đã tích cực «bón phân» cho không gian. Ngày nay, những quá trình này vẫn đang tiếp diễn ngay trước mắt chúng ta, gắn cuộc đời của từng ngôi sao với vận mệnh của cả những hệ thống.
Phía trước là những thiên thể còn nhẹ hơn nữa. Với kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman trong tương lai, người ta dự định tìm ra những thiên hà lùn mờ nhất, rồi sau đó nghiên cứu chi tiết chúng bằng Hubble và James Webb. Song song đó, chính những ngôi sao khối lượng lớn phóng ra oxy cũng sẽ được xem xét.
Điều tưởng như là sự thiếu hụt cục bộ, trên thực tế lại là một phần của vòng tuần hoàn vĩ đại. Các ngôi sao sinh ra nguyên tố, các vụ nổ tung chúng ra, các thiên hà đánh mất và chia sẻ sự giàu có, còn không gian giữa chúng thì chậm rãi được lấp đầy bằng vật liệu xây dựng của những thế giới tương lai. Chúng ta đang sống trong một vũ trụ nơi ngay cả những hệ thiên hà lùn «đơn giản» cũng tham gia vào những quá trình phức tạp, được phối hợp tinh tế, định hình diện mạo của vũ trụ trong hàng tỷ năm tới.
