Hàng xóm lớn gần nhất của chúng ta – thiên hà xoắn ốc Andromeda, có thể nhìn thấy bằng mắt thường trong bầu trời đêm – đang dần mất đi "hoạt động sao" của mình. Một nghiên cứu mới dựa trên dữ liệu từ kính thiên văn vũ trụ Hubble đã chỉ ra rằng quá trình hình thành các ngôi sao mới trong thiên hà đã chậm lại đáng kể trong nửa tỷ năm qua, và trong 40 triệu năm gần đây, sự suy giảm này còn trở nên rõ rệt hơn.
Các nhà thiên văn đã kết hợp kết quả từ hai cuộc khảo sát quy mô lớn của Hubble – Panchromatic Hubble Andromeda Treasury và Panchromatic Hubble Andromeda Southern Treasury. Cùng nhau, chúng bao phủ khoảng hai phần ba đĩa thiên hà với độ chi tiết đáng kinh ngạc. Kết quả là, các nhà khoa học đã đo lường đặc tính của khoảng 200 triệu ngôi sao riêng lẻ – một "biên niên sử hóa thạch" thực sự của thiên hà. Dựa trên màu sắc và độ sáng của các ngôi sao, có thể xác định thời điểm chúng được sinh ra: những ngôi sao xanh khổng lồ có tuổi thọ ngắn, trong khi các sao lùn đỏ có tuổi thọ dài hơn nhiều. Bằng cách chia hình ảnh thành hàng nghìn vùng có kích thước khoảng 300 năm ánh sáng, các nhà nghiên cứu đã tái tạo lịch sử hình thành sao ở mỗi vùng.
Bức tranh hiện lên khá rõ ràng. Khoảng hai tỷ năm trước, Andromeda đã trải qua một đợt bùng nổ mạnh mẽ về việc sinh sao – có lẽ là do tương tác hoặc sáp nhập với một thiên hà khác. Sau đó, hoạt động bắt đầu giảm dần. 500 triệu năm trước, thiên hà vẫn còn tạo ra khoảng một khối lượng Mặt Trời sao mỗi năm. Đến 40 triệu năm trước, con số này đã giảm một nửa, và hiện tại chỉ còn khoảng một phần năm khối lượng Mặt Trời mỗi năm. Sự suy yếu đặc biệt rõ rệt ở vành đai hình thành sao tích cực, cách trung tâm khoảng 32.000 năm ánh sáng.
Điều thú vị là điều này không giống như việc "đốt hết nhiên liệu". Thay vào đó, thiên hà dường như đang nghỉ ngơi sau giai đoạn sôi động trước đó, giống như một vận động viên chạy marathon sau khi hoàn thành quãng đường. Các nhà khoa học cũng đã kiểm tra mối liên hệ có thể có với vệ tinh M32 gần đó, nằm cách đĩa Andromeda khoảng 16.000 năm ánh sáng. Ở các khu vực gần M32, sự hình thành sao đã giảm sớm hơn – khoảng 60 triệu năm trước. Điều này khiến vệ tinh trở thành nghi phạm chính về ảnh hưởng cục bộ, mặc dù vị trí ba chiều chính xác của M32 vẫn chưa rõ ràng và chưa có bằng chứng trực tiếp về sự tương tác.
Hình ảnh trực quan hóa được tạo ra từ dữ liệu của Hubble minh họa rõ ràng sự suy yếu này: màu sắc tươi sáng, từng biểu thị các khu vực sinh sao tích cực, dần mờ đi trong nửa tỷ năm qua.
Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh giá trị của dữ liệu lưu trữ của Hubble: Andromeda đủ gần (chỉ cách 2,5 triệu năm ánh sáng) để nghiên cứu các ngôi sao của nó một cách riêng lẻ, đồng thời mang lại cái nhìn sâu sắc về sự tiến hóa điển hình của các thiên hà như Dải Ngân hà của chúng ta. Trong tương lai, dữ liệu từ các đài quan sát trên mặt đất sẽ được đưa vào phân tích, và kính thiên văn Roman của NASA hứa hẹn mang lại nhiều triển vọng hơn nữa, với khả năng bao phủ toàn bộ thiên hà.
Hiện tại, câu chuyện của Andromeda nhắc nhở chúng ta rằng ngay cả những thiên hà khổng lồ cũng có chu kỳ sống của riêng mình – những giai đoạn tuổi trẻ sôi động và sự trưởng thành yên tĩnh hơn. Và Hubble tiếp tục giúp chúng ta đọc biên niên sử cổ xưa này.
