Những cánh hoa của một bông hoa Ngày lễ tình nhân vũ trụ đang bung ra trong hình ảnh này do Đài quan sát tia X Chandra của NASA chụp, tiết lộ hình ảnh tia X chi tiết nhất từ trước đến nay về tinh vân hình thành sao lớn 30 Doradus trong Đám mây Magellan lớn.
Bốn cánh hoa màu xanh mô tả khí nóng được cung cấp năng lượng bởi các luồng gió bức xạ đến từ các ngôi sao trẻ, nóng mới hình thành — cũng như tiếng kêu chết cuối cùng của những ngôi sao này bắt nguồn từ các vụ nổ siêu tân tinh đánh dấu sự kết thúc cuộc đời của chúng sau vài triệu năm.
Mặc dù 30 Doradus về cơ bản là một vùng hình thành sao, nhưng nó ghi lại toàn bộ vòng đời của những ngôi sao lớn nhất có tuổi thọ tương đối ngắn. Theo một cách nào đó, cái nôi của những ngôi sao này cũng chính là nấm mồ của chúng. Để nhấn mạnh điểm này, siêu tân tinh gần đây nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường, SN 1987A, đã phát nổ ở vùng ngoại ô của 30 Doradus. Và từ đống tro tàn của ngôi sao này và những ngôi sao đã chết khác, bông hoa vũ trụ tuyệt đẹp đã mọc lên.
Phát xạ tia X từ Chandra được thể hiện ở đây bằng màu xanh lam và xanh lục. Tất nhiên, đó là màu giả — một biểu diễn của tia X mà chúng ta không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Đây cũng là quan sát tia X sâu nhất từ trước đến nay của 30 Doradus — nỗ lực trước đó của Chandra chỉ mất khoảng 1,3 ngày để tiếp xúc, trong khi hình ảnh mới này chiếm 23 ngày quan sát. Trong số khí khuếch tán có 3.615 nguồn tia X riêng biệt, từ tàn dư siêu tân tinh, hệ sao đôi nhỏ gọn có sao neutron hoặc hố đen khối lượng sao, sao xung tia X, sao T Tauri sơ sinh và sao lớn trong hệ sao đôi. Trên thực tế, thời gian phơi sáng quá dài đến nỗi Chandra có thể thấy một số nguồn tia X này thay đổi theo thời gian, do các hiện tượng như cơ học quỹ đạo của các hệ sao đôi gây ra.
Dữ liệu vô tuyến từ Mảng Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA) ở Chile cũng được đưa vào để có số liệu chính xác, cho thấy các tua bụi được mô tả ở đây bằng màu cam (một lần nữa, màu giả) và dữ liệu quang học của Kính viễn vọng Không gian Hubble có màu vàng. Hubble đã chụp ảnh 30 Doradus nhiều lần trong 35 năm hoạt động trong không gian; vùng này còn được gọi là Tinh vân Tarantula vì có hình dạng giống loài nhện dưới ánh sáng khả kiến.
Tarantula giăng tơ trong Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà vệ tinh của Ngân Hà, cách chúng ta 160.000 năm ánh sáng. Tinh vân rất lớn, trải dài 650 năm ánh sáng theo đường kính. Đây là một trong những vùng hình thành sao mạnh nhất xung quanh, và trên thực tế là vùng lớn nhất trong Nhóm thiên hà Địa phương, bao gồm các thiên hà xoắn ốc Andromeda và Triangulum. Nó có thể phát triển lớn như vậy là vì, không giống như các thiên hà xoắn ốc, nơi sự quay vi sai của đĩa thiên hà tạo ra lực mạnh xé toạc các đám mây khí nếu chúng đạt đến một kích thước nhất định, Đám mây Magellan Lớn không có cùng loại sự quay vi sai, trong đó một số phần quay nhanh hơn những phần khác. Và phù hợp với vùng hình thành sao lớn nhất, nó cũng tạo ra những ngôi sao có khối lượng lớn nhất.
— Trò chơi kéo co vũ trụ 'kỳ lạ' trong Tinh vân Nhện dệt nên những ngôi sao mới
— Các nhà thiên văn học chụp ảnh mạng lưới sinh sao của Tinh vân Nhện vũ trụ
— Bức tranh khảm Tinh vân Nhện mới chụp lại hình ảnh sự hình thành sao ngoạn mục
Bên trong 30 Doradus là một cụm sao khổng lồ, trẻ có tên là NGC 2070 và ở trung tâm của cụm sao đó là một sự tập trung của các ngôi sao — một cụm sao trong một cụm sao, nếu bạn muốn — được gọi là R136. Tại lõi của R136 nằm ngôi sao có khối lượng lớn nhất được biết đến trong vũ trụ, được gọi là R136a1. Đó là một ngôi sao Wolf–Rayet, một loại sao có khối lượng lớn thất thường, rất không ổn định và lột da theo những xung động dữ dội. Khối lượng hiện tại của nó gấp khoảng 200 lần khối lượng mặt trời của chúng ta, nhưng khi nó hình thành cách đây hơn một triệu năm, nó có khối lượng lớn hơn khoảng 325 lần so với mặt trời của chúng ta và đã đẩy ra sự khác biệt về khối lượng trong suốt cuộc đời của nó.
Nếu 30 Doradus là một bông hoa, thì các mảnh vỡ mở rộng của vụ nổ siêu tân tinh bên trong nó mang theo phấn hoa của bông hoa. Các ngôi sao là nhà máy nguyên tố, hợp nhất các nguyên tố ngày càng nặng trong lò phản ứng hạt nhân trung tâm của chúng, và tạo ra nhiều kim loại quý hơn trong sự dữ dội của vụ nổ siêu tân tinh của chúng. Các mảnh vỡ từ những vụ cháy sao này được mang đi khắp không gian, tạo ra những địa điểm mới hình thành sao và hành tinh.
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về cách hình ảnh này được tạo ra và kiến thức khoa học mà nó có thể dạy cho chúng ta, bạn có thể đọc bài báo về những kết quả này được công bố vào tháng 7 năm 2024 trong Loạt bài bổ sung của Tạp chí Vật lý thiên văn.
Bốn cánh hoa màu xanh mô tả khí nóng được cung cấp năng lượng bởi các luồng gió bức xạ đến từ các ngôi sao trẻ, nóng mới hình thành — cũng như tiếng kêu chết cuối cùng của những ngôi sao này bắt nguồn từ các vụ nổ siêu tân tinh đánh dấu sự kết thúc cuộc đời của chúng sau vài triệu năm.
Mặc dù 30 Doradus về cơ bản là một vùng hình thành sao, nhưng nó ghi lại toàn bộ vòng đời của những ngôi sao lớn nhất có tuổi thọ tương đối ngắn. Theo một cách nào đó, cái nôi của những ngôi sao này cũng chính là nấm mồ của chúng. Để nhấn mạnh điểm này, siêu tân tinh gần đây nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường, SN 1987A, đã phát nổ ở vùng ngoại ô của 30 Doradus. Và từ đống tro tàn của ngôi sao này và những ngôi sao đã chết khác, bông hoa vũ trụ tuyệt đẹp đã mọc lên.
Phát xạ tia X từ Chandra được thể hiện ở đây bằng màu xanh lam và xanh lục. Tất nhiên, đó là màu giả — một biểu diễn của tia X mà chúng ta không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Đây cũng là quan sát tia X sâu nhất từ trước đến nay của 30 Doradus — nỗ lực trước đó của Chandra chỉ mất khoảng 1,3 ngày để tiếp xúc, trong khi hình ảnh mới này chiếm 23 ngày quan sát. Trong số khí khuếch tán có 3.615 nguồn tia X riêng biệt, từ tàn dư siêu tân tinh, hệ sao đôi nhỏ gọn có sao neutron hoặc hố đen khối lượng sao, sao xung tia X, sao T Tauri sơ sinh và sao lớn trong hệ sao đôi. Trên thực tế, thời gian phơi sáng quá dài đến nỗi Chandra có thể thấy một số nguồn tia X này thay đổi theo thời gian, do các hiện tượng như cơ học quỹ đạo của các hệ sao đôi gây ra.
Dữ liệu vô tuyến từ Mảng Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA) ở Chile cũng được đưa vào để có số liệu chính xác, cho thấy các tua bụi được mô tả ở đây bằng màu cam (một lần nữa, màu giả) và dữ liệu quang học của Kính viễn vọng Không gian Hubble có màu vàng. Hubble đã chụp ảnh 30 Doradus nhiều lần trong 35 năm hoạt động trong không gian; vùng này còn được gọi là Tinh vân Tarantula vì có hình dạng giống loài nhện dưới ánh sáng khả kiến.
Tarantula giăng tơ trong Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà vệ tinh của Ngân Hà, cách chúng ta 160.000 năm ánh sáng. Tinh vân rất lớn, trải dài 650 năm ánh sáng theo đường kính. Đây là một trong những vùng hình thành sao mạnh nhất xung quanh, và trên thực tế là vùng lớn nhất trong Nhóm thiên hà Địa phương, bao gồm các thiên hà xoắn ốc Andromeda và Triangulum. Nó có thể phát triển lớn như vậy là vì, không giống như các thiên hà xoắn ốc, nơi sự quay vi sai của đĩa thiên hà tạo ra lực mạnh xé toạc các đám mây khí nếu chúng đạt đến một kích thước nhất định, Đám mây Magellan Lớn không có cùng loại sự quay vi sai, trong đó một số phần quay nhanh hơn những phần khác. Và phù hợp với vùng hình thành sao lớn nhất, nó cũng tạo ra những ngôi sao có khối lượng lớn nhất.
— Trò chơi kéo co vũ trụ 'kỳ lạ' trong Tinh vân Nhện dệt nên những ngôi sao mới
— Các nhà thiên văn học chụp ảnh mạng lưới sinh sao của Tinh vân Nhện vũ trụ
— Bức tranh khảm Tinh vân Nhện mới chụp lại hình ảnh sự hình thành sao ngoạn mục
Bên trong 30 Doradus là một cụm sao khổng lồ, trẻ có tên là NGC 2070 và ở trung tâm của cụm sao đó là một sự tập trung của các ngôi sao — một cụm sao trong một cụm sao, nếu bạn muốn — được gọi là R136. Tại lõi của R136 nằm ngôi sao có khối lượng lớn nhất được biết đến trong vũ trụ, được gọi là R136a1. Đó là một ngôi sao Wolf–Rayet, một loại sao có khối lượng lớn thất thường, rất không ổn định và lột da theo những xung động dữ dội. Khối lượng hiện tại của nó gấp khoảng 200 lần khối lượng mặt trời của chúng ta, nhưng khi nó hình thành cách đây hơn một triệu năm, nó có khối lượng lớn hơn khoảng 325 lần so với mặt trời của chúng ta và đã đẩy ra sự khác biệt về khối lượng trong suốt cuộc đời của nó.
Nếu 30 Doradus là một bông hoa, thì các mảnh vỡ mở rộng của vụ nổ siêu tân tinh bên trong nó mang theo phấn hoa của bông hoa. Các ngôi sao là nhà máy nguyên tố, hợp nhất các nguyên tố ngày càng nặng trong lò phản ứng hạt nhân trung tâm của chúng, và tạo ra nhiều kim loại quý hơn trong sự dữ dội của vụ nổ siêu tân tinh của chúng. Các mảnh vỡ từ những vụ cháy sao này được mang đi khắp không gian, tạo ra những địa điểm mới hình thành sao và hành tinh.
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về cách hình ảnh này được tạo ra và kiến thức khoa học mà nó có thể dạy cho chúng ta, bạn có thể đọc bài báo về những kết quả này được công bố vào tháng 7 năm 2024 trong Loạt bài bổ sung của Tạp chí Vật lý thiên văn.
