MỘT THIÊN HÀ GẦN NHƯ KHÔNG CÓ SAO
Trong bức tranh chuẩn về vũ trụ, các khối vật chất tối nhỏ nhiều hơn hẳn các khối lớn, và người ta cho rằng ở những khối nhỏ nhất, sự hình thành sao bị bóp nghẹt. Ở đâu đó phải có một ngưỡng khối lượng mà dưới đó một quầng (halo) không bao giờ sáng lên. Nếu vậy, vũ trụ phải chứa những thiên hà tối (dark galaxies): những quầng có hydro trung hòa, có thể phát hiện qua vạch vô tuyến 21 cm, nhưng có rất ít hoặc không có sao.
Việc săn tìm chúng đầy cạm bẫy. Một ứng viên có thể hóa ra có những ngôi sao mờ mà các ảnh trước đó bỏ sót — điều này đã xảy ra với FAST J0139+4328, được phân loại lại thành một thiên hà lùn mờ khi có ảnh sâu hơn. Và kính thiên văn vô tuyến phải chịu nhiễu (interference): các tín hiệu lạc có thể giả làm một nguồn mờ, và một cuộc khảo sát thậm chí đã phải loại bỏ dữ liệu ban ngày vì Mặt Trời. Phép thử chắc chắn nhất là thấy cùng một tín hiệu bằng hai kính thiên văn độc lập, ở hai địa điểm khác nhau, với các máy thu khác nhau.
Hai kính thiên văn, một tín hiệu
Marco Monaci, Duncan Forbes, Warrick Couch và Jean Brodie, ở Đại học Công nghệ Swinburne tại Úc, đã làm đúng như vậy. Họ lấy 142 ứng viên thiên hà tối từ cuộc khảo sát ALFALFA, thực hiện bằng kính thiên văn vô tuyến Arecibo, rồi tìm chúng trong FASHI, cuộc khảo sát toàn bầu trời của kính FAST 500 mét của Trung Quốc. Mười ba ứng viên trùng khớp. Sau khi loại những ứng viên nằm gần các thiên hà sáng, những ứng viên có thể có đối tác quang học và những ứng viên không thể kiểm tra, chỉ còn một: AGC 322753.
Vạch hydro của AGC 322753 do ALFALFA và FASHI ghi nhận: cùng vận tốc, cùng hình dạng hai đỉnh, dấu hiệu đặc trưng của chuyển động quay. — Hình 1, Monaci et al. (2026), arXiv:2609.39152.
Hai lần phát hiện khớp nhau rất sát: vận tốc lùi xa khoảng 6.965 km/s, độ rộng vạch 85 km/s, và khối lượng hydro khoảng 2 tỷ khối lượng Mặt Trời. Được hai thiết bị quan sát vào những thời điểm khác nhau, nguồn này không thể là nhiễu. Vạch của nó có hai đỉnh, dấu hiệu kinh điển của một đĩa khí quay có trật tự.
Đi tìm những ngôi sao mất tích
Mỗi kính thiên văn vô tuyến chỉ định vị được một nguồn trong phạm vi một chùm tia rộng vài phút cung. Nhưng hai chùm tia chồng lên nhau, và vùng chồng lấn đó thu hẹp phạm vi tìm kiếm. Trong các ảnh của DESI Legacy Survey đạt tới khoảng 27,5 cấp sao trên mỗi giây cung vuông — và trong SDSS, Pan-STARRS, GALEX và WISE — không có gì xuất hiện ở đó. Vật thể mà danh mục FASHI từng gắn với nguồn này là một ngôi sao trong chính Thiên Hà của chúng ta, theo danh mục Gaia; thiên hà rõ ràng duy nhất trong trường nhìn nằm rất xa ở phía hậu cảnh.
Chùm tia của Arecibo (nét đứt) và FAST (nét liền); vùng chồng lấn của chúng, phóng to bằng màu đỏ, là nơi khả dĩ nhất cho bất kỳ ngôi sao nào. Các vật thể được đánh dấu là sao tiền cảnh hoặc thiên hà hậu cảnh. — Hình 2, Monaci et al. (2026), arXiv:2609.39152.
Để biến “không có gì” thành một con số, nhóm đã cài các thiên hà giả vào ảnh và kiểm tra xem những thiên hà nào họ vẫn còn thấy được. Kết quả: nếu có sao thì chúng nặng nhiều nhất khoảng 50 triệu khối lượng Mặt Trời, nên hydro nặng hơn sao ít nhất 40 lần. Một thiên hà lùn mờ từng bị nhầm là thiên hà tối có tỷ lệ này vào khoảng 11,5.
Quá nặng để hoàn toàn tối
AGC 322753 không khớp với những vật thể tối được dự đoán đơn giản nhất, tức các đám mây hydro nhỏ không quay có khối lượng tối đa 3 triệu khối lượng Mặt Trời. Nó cũng nặng hơn bất kỳ thiên hà hoàn toàn không có sao nào mà các mô phỏng hiện nay tạo ra. Vì vậy các tác giả nghi rằng nó không hoàn toàn tối, mà chứa một ít sao lác đác, quá mờ đối với các ảnh hiện nay.
Họ thừa nhận nó vẫn có thể là một đám mây bị xé ra từ các thiên hà lân cận, dù các thiên hà gần nhất cách 290 và 330 kiloparsec theo hình chiếu và khí quay như một cái đĩa. Một bản đồ vô tuyến chi tiết, từ một hệ giao thoa như VLA, cùng các ảnh đa dải sâu hơn sẽ quyết định loại vật thể nào đang nằm trong mảng trời trống trải đó.