100.000 siêu tân tinh phát nổ gần lõi của hệ Ngân Hà

Bình luận Văn Thiện • 16:00, 23/01/20

Nhờ thế hệ kính viễn vọng tinh vi mới nhất, các nhà thiên văn học tìm hiểu thêm được rất nhiều điều về Vũ trụ của chúng ta. Với độ phân giải và khả năng quan sát được cải thiện, các thiết bị này cũng cho phép các nhà thiên văn học giải quyết được các câu hỏi mà chưa có lời giải trước đây. Nhiều trong số các kính viễn vọng này có thể được tìm thấy ở sa mạc Atacama ở Chile, nơi có bầu khí quyển rất loãng thuận tiện cho việc quan sát.

Chính tại đây, Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO) đã duy trì nhiều đài quan sát. Trong số đó phải kể đến là Đài thiên văn Paranal nơi đặt Kính thiên văn rất lớn (VLT). Gần đây, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã sử dụng VLT để nghiên cứu trung tâm của Dải Ngân hà và quan sát bằng chứng về các ngôi sao cổ đại. Họ thấy rằng khu vực trung tâm của thiên hà chúng ta đã trải qua một thời kỳ sản sinh ra các ngôi sao cực kỳ dữ dội trong quá khứ.

Phát hiện này đã được trình bày chi tiết trong một nghiên cứu công bố gần đây trên tạp chí Thiên văn học . Nhóm nghiên cứu bao gồm các thành viên từ ESO, Viện Vật lý thiên văn Andalucia, Viện Thiên văn học Max-Planck, Khoa học Kính viễn vọng Không gian, Đài quan sát Thiên văn INAF của Abruzzo, Đại học Chicago và Đại học Giáo dục Miyagi ở Nhật Bản.

Nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng dữ liệu thu được từ High Acuity Wide field K-band Imager (HAWK-I) (tạm dịch: Bộ tạo ảnh dải-K trường rộng độ nét cao) cho thấy bằng chứng về các vụ nổ sao lớn ở trung tâm thiên hà đã xảy ra hàng tỷ năm trước. Vụ nổ gần đây dữ dội đến mức gây ra không dưới 100.000 vụ nổ siêu tân tinh. Phát hiện này đã phủ nhận các quan niệm trước đây cho rằng các ngôi sao hình thành liên tục trong thiên hà của chúng ta.

Thay vào đó, phần lớn các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta được sinh ra chỉ sau một vài vụ nổ. Người đứng đầu nhóm nghiên cứu, Rainer Schöde thuộc Viện Vật lý thiên văn Andalusia cho biết: “Cuộc điều tra chưa từng có của chúng tôi về trung tâm thiên hà đã mang đến những hiểu biết chi tiết về quá trình hình thành của các ngôi sao tại hệ Ngân Hà này”.

Nhìn chung, nghiên cứu chỉ ra rằng khoảng 80% các ngôi sao ở khu vực trung tâm của hệ Ngân Hà hình thành từ rất sớm trong lịch sử - từ 8 đến 13,5 tỷ năm trước. Sau thời kỳ này khoảng sáu tỷ năm, có rất ít ngôi sao được sinh ra. Khoảng một tỷ năm trở lại đây một đợt hình thành sao cực mạnh khác lại xảy ra - tạo ra khoảng 5% số sao mới của hệ Ngân Hà.

Các ngôi sao hình thành trong hai đợt hoạt động này thuộc về vùng đĩa hạt nhân của hệ Ngân Hà - cấu trúc sao dày đặc, hình đĩa với đường kính khoảng 1000 năm ánh sáng (khoảng 1% kích thước hệ Ngân Hà). Vùng đĩa hạt nhân này bao quanh cụm sao trong cùng và lỗ đen siêu lớn Sagitarrius A *.

Giai đoạn hình thành sao gần đây kéo dài không dưới 100 triệu năm và tổng khối lượng các ngôi sao mới hình thành tương đương với vài chục triệu Mặt trời. Điều này khác xa so với tốc độ hình thành sao mới hiện nay, chỉ khoảng một hoặc hai khối lượng Mặt trời mỗi năm.

Nogueras-Lara, đồng tác giả của nghiên cứu hiện đang làm việc tại Viện Thiên văn học Max Planck, đã chỉ ra :

“Các điều kiện trong khu vực được nghiên cứu về quá trình bùng nổ này giống như ở các thiên hà bùng nổ sao - thiên hà trải qua tốc độ hình thành sao cực kỳ cao với khoảng hơn 100 khối lượng Mặt trời được tạo thành mỗi năm. Hoạt động này là kết quả của sự bùng nổ hơn 100.000 siêu tân tinh, có lẽ là một trong những sự kiện tràn đầy năng lượng nhất trong toàn bộ lịch sử của hệ Ngân Hà”.

Trong một vụ bùng nổ sao, nhiều ngôi sao khổng lồ được tạo ra. Những sao này có thời gian sống rất ngắn và chúng chết trong các vụ nổ siêu tân tinh dữ dội. Mặc dù vậy, sự ra đời của những ngôi sao này sẽ lưu lại dấu vết trong khí và bụi phát ra các lớp bên ngoài khi chúng phát nổ.

Nghiên cứu này được thực hiện nhờ thiết bị HAWK-I. Đây là loại thiết bị được thiết kế để khảo sát hồng ngoại với độ phân giải cao. Do đó, nó có thể nhìn xuyên qua bụi và khí che khuất nằm giữa Trái đất và trung tâm của hệ Ngân Hà để thu được hình ảnh chi tiết về khu vực này. Hình ảnh này, và một loạt các bài báo, tạo thành bản khảo sát đầu tiên về vùng hạt nhân của hệ Ngân Hà (GALACTICNUCLEUS).

Chương trình ESO này đã dựa vào thiết bị HAWK-I để nghiên cứu phần lõi thiên hà của chúng ta trong dải hồng ngoại JHK (1220nm đến 2190nm). Cho đến nay, cuộc khảo sát đã nghiên cứu hơn ba triệu ngôi sao tại khu vực trải rộng trên 60.000 năm ánh sáng.

Hình ảnh rõ ràng đầu tiên về trung tâm thiên hà của chúng ta và sự hình thành sao xảy ra trong các vụ nổ là khám phá đầu tiên trong nhiều khám phá dự kiến ​​sẽ thu được từ khảo sát này.

Văn Thiện (biên dịch)

Theo Universetoday