Trong vũ trụ, các thiên hà lùn luôn thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học bởi sự độc đáo của chúng. Những thiên hà này, nhỏ hơn Dải Ngân hà, được biết là chứa hàng nghìn đến hàng tỷ ngôi sao và nắm giữ chìa khóa quan trọng để tìm hiểu sự hình thành và tiến hóa của vũ trụ. Trong bối cảnh đó, các nhà khoa học đã có thể nghiên cứu sâu hơn về nguồn gốc của các thiên hà lùn, đặc biệt là cách chúng hình thành trong vũ trụ sơ khai.
Thiên hà lùn là một thiên hà tương đối nhỏ, kích thước của nó nhỏ hơn so với Dải Ngân hà, nơi chứa 200 đến 400 tỷ ngôi sao. Ví dụ, Đám mây Magellan Lớn được một số nhà thiên văn học xếp vào loại thiên hà lùn, mặc dù nó chứa hơn 30 tỷ ngôi sao. Sự hình thành và hoạt động của các thiên hà lùn thường bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi sự tương tác với các thiên hà lớn hơn, một thực tế ngày càng nhận được sự chú ý trong nghiên cứu thiên văn.
Hiện nay có rất nhiều giả thuyết giải thích sự hình thành của các thiên hà lùn. Một trong những quan điểm phổ biến là hầu hết các thiên hà, bao gồm cả các thiên hà lùn, đều được hình thành cùng với vật chất tối. Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra rằng các thiên hà lùn cũng có thể được tạo thành từ ít khí kim loại hơn, một khám phá được thực hiện nhờ Nhà thám hiểm tiến hóa thiên hà của NASA. Trong Vòng Leo, một đám mây hydro và heli, các nhà khoa học đã quan sát thấy sự hình thành của các thiên hà lùn mới.
Do kích thước nhỏ bé của chúng, các thiên hà lùn thường bị các thiên hà xoắn ốc lân cận kéo và xé ra, dẫn đến các dòng sao và cuối cùng là sự hợp nhất thiên hà.
Trong Nhóm Địa phương, nhiều thiên hà lùn quay quanh các thiên hà lớn hơn, chẳng hạn như Dải Ngân hà, Thiên hà Andromeda và Thiên hà Tam giác. Một nghiên cứu năm 2007 cho thấy nhiều thiên hà lùn được hình thành do thủy triều hấp dẫn trong quá trình tiến hóa ban đầu của thiên hà Milky Way và Andromeda.
Trong vũ trụ của chúng ta, đặc biệt là ở khu vực Nhóm Địa phương, các nhà thiên văn học đã xác định được một số loại thiên hà lùn. Trong số đó có các thiên hà hình cầu, các thiên hà lùn hình elip và các thiên hà không đều. Hình dạng và thành phần của các thiên hà này có những đặc điểm riêng. Một số thiên hà lùn, chẳng hạn như các chòm sao màu xanh lam (BCD), có một số lượng lớn các ngôi sao trẻ và nóng, khiến chúng có vẻ ngoài màu xanh lam. Những thiên hà này hình thành rất nhanh chóng, khiến các ngôi sao của chúng tương đối tích cực trong việc tạo ra năng lượng.
Thiên hà lùn mờ (UFD) là một loại thiên hà khác chứa hàng trăm đến hàng trăm nghìn ngôi sao, khiến chúng cực kỳ mờ và khó phát hiện trong vũ trụ. Những thiên hà này tương tự như các thiên hà hình cầu, nhưng chứa một lượng lớn vật chất tối và có cấu trúc mở rộng hơn. Các nhà khoa học đã phát hiện ra những thiên hà mờ nhạt này lần đầu tiên kể từ khi Khảo sát bầu trời kỹ thuật số ra đời vào năm 2005, và sự xuất hiện của chúng đã cung cấp rất nhiều dữ liệu cho việc nghiên cứu vũ trụ sơ khai.
Các nhà khoa học tin rằng các thiên hà lùn mờ chứa thông tin quan trọng về vũ trụ sơ khai vì tất cả UFD được phát hiện cho đến nay đều là những hệ cổ xưa, có khả năng được hình thành trong vòng hàng triệu năm sau Vụ nổ lớn.
Các thiên hà siêu liên tục (UCD) là một nhóm các thiên hà tương đối nhỏ gọn chứa mật độ sao cao. Những thiên hà này có chiều ngang khoảng 200 năm ánh sáng và thường chứa khoảng 100 triệu ngôi sao. Các nhà thiên văn học suy đoán rằng những thiên hà như vậy là lõi của các thiên hà lùn hình elip bị mất khí và các ngôi sao bên ngoài trong quá trình tương tác thủy triều, dẫn đến sự hình thành của chúng.
Dựa trên việc phân tích các đặc tính động và cấu trúc vị trí của các thiên hà siêu hằng số, các nhà khoa học đã xác định được khoảng 100 UCD và nhận thấy chúng có những đặc tính khác biệt hoàn toàn với các thiên hà hình cầu bình thường. Đặc biệt, M60-UCD1, được tìm thấy trong cụm thiên hà Xử Nữ, cách Trái đất khoảng 54 triệu năm ánh sáng và mật độ sao trong vùng lõi của nó đạt tới 25 lần so với thiên hà của Trái đất.
Quá trình hình thành các thiên hà lùn và những đặc tính độc đáo của chúng chắc chắn đã giúp các nhà thiên văn học hiểu sâu hơn về quá trình tiến hóa và cấu trúc của vũ trụ. Những thiên hà nhỏ này không chỉ là “tàn tích” của vũ trụ mà còn là nguồn tài nguyên quý giá cho nghiên cứu trong tương lai. Trong tương lai, với sự phát triển hơn nữa của công nghệ quan sát, liệu chúng ta có thể làm sáng tỏ thêm những bí ẩn về các thiên hà lùn và để chúng tiết lộ những bí mật của vũ trụ sơ khai cho chúng ta rõ ràng hơn không?