Khám phá bất ngờ về một đám mây khí phân tử khổng lồ — thứ hình thành nên các ngôi sao — chỉ cách chúng ta 300 năm ánh sáng đang mở ra những cách mới để nghiên cứu các điều kiện cho phép hình thành sao.
Các ngôi sao hình thành từ các đám mây khí phân tử đang sụp đổ. Chúng ta thấy điều này ở những nơi như Tinh vân Orion, nơi được cung cấp năng lượng bởi bức xạ cực tím nóng của các ngôi sao trẻ được sinh ra bên trong. Tuy nhiên, việc tìm thấy các đám mây phân tử trước khi chúng bắt đầu tạo ra các ngôi sao thì khó hơn.
Những đám mây như vậy chủ yếu được tạo thành từ khí hydro phân tử, khi không được cung cấp năng lượng bởi ánh sáng của các ngôi sao, thì rất mờ nhạt — gần như vô hình. (Ngược lại, hydro nguyên tử có thể dễ dàng phát hiện được bằng kính viễn vọng vô tuyến). Các nhà thiên văn học thường sử dụng kính thiên văn vô tuyến để phát hiện khí carbon monoxide, loại khí có trong các đám mây phân tử với số lượng thấp hơn nhiều, như một phương pháp thay thế.
Nhưng còn những đám mây không có nhiều khí carbon monoxide thì sao?
Các nhà thiên văn học do Blakesley Burkhart thuộc Đại học Rutgers–New Brunswick ở New Jersey và Thavisha Dharmawardena thuộc Đại học New York dẫn đầu đã tiên phong trong một cách hoàn toàn mới để nhìn thấy những thứ vô hình. Sử dụng dữ liệu cực tím xa từ vệ tinh STSAT-1 của Hàn Quốc, họ đã phát hiện trực tiếp các phân tử hydro huỳnh quang.
"Đây là đám mây phân tử đầu tiên được phát hiện bằng cách tìm kiếm sự phát xạ cực tím xa của hydro phân tử trực tiếp", Burkhart cho biết trong tuyên bố. "Đám mây này thực sự đang phát sáng trong bóng tối."
Đám mây có hình lưỡi liềm và nằm trên rìa của Bong bóng địa phương, một thể tích không gian nơi môi trường giữa các vì sao loãng hơn môi trường xung quanh, có lẽ đã bị làm trống bởi sóng xung kích của hàng trăm siêu tân tinh cổ đại. Mặt trời và hệ mặt trời của chúng ta đang đi qua Bong bóng địa phương và đã làm như vậy trong khoảng năm triệu năm trở lại đây.
Đám mây, được đặt tên là Eos theo tên nữ thần trong thần thoại Hy Lạp, người tượng trưng cho bình minh, chứa khoảng 3.400 khối lượng mặt trời khí. Nó cũng cạn kiệt carbon monoxide, đó là lý do tại sao nó không bị phát hiện bằng các phương tiện thông thường.
Eos được dự đoán sẽ phân tán hoặc quang phân ly do các photon nền tác động vào các phân tử của đám mây, trong khoảng thời gian 5,7 triệu năm. Còn quá sớm để nó bắt đầu hình thành các ngôi sao, trừ khi có một số tác nhân khác thúc đẩy mọi thứ, chẳng hạn như sự nhiễu loạn hấp dẫn của một đám mây khác đang đi qua. Thật thú vị, tốc độ hình thành sao trung bình trong vùng lân cận của mặt trời của chúng ta đã được tính toán là 200 khối lượng mặt trời trên một triệu năm. Eos đang mất khối lượng vào môi trường liên sao rộng hơn với tốc độ 600 khối lượng mặt trời trên một triệu năm, gấp ba lần tốc độ khí phân tử chuyển đổi thành các ngôi sao. Do đó, nhóm của Burkhart tin rằng sự phân tán của các đám mây phân tử này là kết quả của sự phân ly quang từ ánh sáng phát ra từ các ngôi sao gần đó dường như hoạt động như một cơ chế phản hồi để điều chỉnh tốc độ hình thành sao. Đây là thông tin hữu ích để cho chúng ta biết thêm về các điều kiện cần thiết để cho phép hình thành sao trong các đám mây khác xa hơn.
"Khi chúng ta nhìn qua kính viễn vọng, chúng ta bắt gặp toàn bộ hệ mặt trời đang hình thành, nhưng chúng ta không biết chi tiết điều đó xảy ra như thế nào", Burkhart cho biết. "Khám phá Eos của chúng tôi rất thú vị vì giờ đây chúng tôi có thể trực tiếp đo được cách các đám mây phân tử hình thành và phân ly, cũng như cách một thiên hà bắt đầu biến đổi khí và bụi giữa các vì sao thành các vì sao và hành tinh."
Câu chuyện liên quan:
— Bản đồ 3D tiết lộ bong bóng cục bộ của hệ mặt trời của chúng ta có một 'đường hầm thoát hiểm'
— Các nhà khoa học phát hiện ra các ngoại hành tinh siêu Trái Đất phổ biến hơn trong vũ trụ so với chúng ta nghĩ
— Mặt trời có thể phun ra các hạt tạo ra nước trên mặt trăng
Và việc phát hiện ra các đám mây tương tự khác có thể chỉ mới ở phía chân trời.
"Việc sử dụng kỹ thuật phát xạ huỳnh quang cực tím xa có thể viết lại hiểu biết của chúng ta về Dharmawardena cho biết: "trung bình, khám phá những đám mây ẩn giấu trên khắp thiên hà và thậm chí vươn tới giới hạn xa nhất có thể phát hiện được của bình minh vũ trụ".
Eos có thể không nhìn thấy bình minh của những ngôi sao mới, nhưng sự tồn tại của nó là minh chứng cho một bình minh vĩ đại hơn, bắt đầu từ gần thời kỳ đầu của vũ trụ, khi các ngôi sao mang ánh sáng ban ngày đến một vũ trụ tối tăm.
Những phát hiện này đã được công bố vào ngày 28 tháng 4 trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên.
Các ngôi sao hình thành từ các đám mây khí phân tử đang sụp đổ. Chúng ta thấy điều này ở những nơi như Tinh vân Orion, nơi được cung cấp năng lượng bởi bức xạ cực tím nóng của các ngôi sao trẻ được sinh ra bên trong. Tuy nhiên, việc tìm thấy các đám mây phân tử trước khi chúng bắt đầu tạo ra các ngôi sao thì khó hơn.
Những đám mây như vậy chủ yếu được tạo thành từ khí hydro phân tử, khi không được cung cấp năng lượng bởi ánh sáng của các ngôi sao, thì rất mờ nhạt — gần như vô hình. (Ngược lại, hydro nguyên tử có thể dễ dàng phát hiện được bằng kính viễn vọng vô tuyến). Các nhà thiên văn học thường sử dụng kính thiên văn vô tuyến để phát hiện khí carbon monoxide, loại khí có trong các đám mây phân tử với số lượng thấp hơn nhiều, như một phương pháp thay thế.
Nhưng còn những đám mây không có nhiều khí carbon monoxide thì sao?
Các nhà thiên văn học do Blakesley Burkhart thuộc Đại học Rutgers–New Brunswick ở New Jersey và Thavisha Dharmawardena thuộc Đại học New York dẫn đầu đã tiên phong trong một cách hoàn toàn mới để nhìn thấy những thứ vô hình. Sử dụng dữ liệu cực tím xa từ vệ tinh STSAT-1 của Hàn Quốc, họ đã phát hiện trực tiếp các phân tử hydro huỳnh quang.
"Đây là đám mây phân tử đầu tiên được phát hiện bằng cách tìm kiếm sự phát xạ cực tím xa của hydro phân tử trực tiếp", Burkhart cho biết trong tuyên bố. "Đám mây này thực sự đang phát sáng trong bóng tối."
Đám mây có hình lưỡi liềm và nằm trên rìa của Bong bóng địa phương, một thể tích không gian nơi môi trường giữa các vì sao loãng hơn môi trường xung quanh, có lẽ đã bị làm trống bởi sóng xung kích của hàng trăm siêu tân tinh cổ đại. Mặt trời và hệ mặt trời của chúng ta đang đi qua Bong bóng địa phương và đã làm như vậy trong khoảng năm triệu năm trở lại đây.
Đám mây, được đặt tên là Eos theo tên nữ thần trong thần thoại Hy Lạp, người tượng trưng cho bình minh, chứa khoảng 3.400 khối lượng mặt trời khí. Nó cũng cạn kiệt carbon monoxide, đó là lý do tại sao nó không bị phát hiện bằng các phương tiện thông thường.
Eos được dự đoán sẽ phân tán hoặc quang phân ly do các photon nền tác động vào các phân tử của đám mây, trong khoảng thời gian 5,7 triệu năm. Còn quá sớm để nó bắt đầu hình thành các ngôi sao, trừ khi có một số tác nhân khác thúc đẩy mọi thứ, chẳng hạn như sự nhiễu loạn hấp dẫn của một đám mây khác đang đi qua. Thật thú vị, tốc độ hình thành sao trung bình trong vùng lân cận của mặt trời của chúng ta đã được tính toán là 200 khối lượng mặt trời trên một triệu năm. Eos đang mất khối lượng vào môi trường liên sao rộng hơn với tốc độ 600 khối lượng mặt trời trên một triệu năm, gấp ba lần tốc độ khí phân tử chuyển đổi thành các ngôi sao. Do đó, nhóm của Burkhart tin rằng sự phân tán của các đám mây phân tử này là kết quả của sự phân ly quang từ ánh sáng phát ra từ các ngôi sao gần đó dường như hoạt động như một cơ chế phản hồi để điều chỉnh tốc độ hình thành sao. Đây là thông tin hữu ích để cho chúng ta biết thêm về các điều kiện cần thiết để cho phép hình thành sao trong các đám mây khác xa hơn.
"Khi chúng ta nhìn qua kính viễn vọng, chúng ta bắt gặp toàn bộ hệ mặt trời đang hình thành, nhưng chúng ta không biết chi tiết điều đó xảy ra như thế nào", Burkhart cho biết. "Khám phá Eos của chúng tôi rất thú vị vì giờ đây chúng tôi có thể trực tiếp đo được cách các đám mây phân tử hình thành và phân ly, cũng như cách một thiên hà bắt đầu biến đổi khí và bụi giữa các vì sao thành các vì sao và hành tinh."
Câu chuyện liên quan:
— Bản đồ 3D tiết lộ bong bóng cục bộ của hệ mặt trời của chúng ta có một 'đường hầm thoát hiểm'
— Các nhà khoa học phát hiện ra các ngoại hành tinh siêu Trái Đất phổ biến hơn trong vũ trụ so với chúng ta nghĩ
— Mặt trời có thể phun ra các hạt tạo ra nước trên mặt trăng
Và việc phát hiện ra các đám mây tương tự khác có thể chỉ mới ở phía chân trời.
"Việc sử dụng kỹ thuật phát xạ huỳnh quang cực tím xa có thể viết lại hiểu biết của chúng ta về Dharmawardena cho biết: "trung bình, khám phá những đám mây ẩn giấu trên khắp thiên hà và thậm chí vươn tới giới hạn xa nhất có thể phát hiện được của bình minh vũ trụ".
Eos có thể không nhìn thấy bình minh của những ngôi sao mới, nhưng sự tồn tại của nó là minh chứng cho một bình minh vĩ đại hơn, bắt đầu từ gần thời kỳ đầu của vũ trụ, khi các ngôi sao mang ánh sáng ban ngày đến một vũ trụ tối tăm.
Những phát hiện này đã được công bố vào ngày 28 tháng 4 trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên.
