Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Sử dụng hình ảnh quang học thích nghi có độ phân giải cao từ Đài thiên văn Gemini, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một trong những cụm sao lâu đời nhất trong Dải Ngân hà. Hình ảnh sắc nét đáng kinh ngạc nhìn lại lịch sử ban đầu của Vũ trụ của chúng ta và làm sáng tỏ những hiểu biết mới về cách Galaxy của chúng ta hình thành.
Sử dụng hình ảnh quang học thích nghi có độ phân giải cao từ Đài thiên văn Gemini, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một trong những cụm sao lâu đời nhất trong Dải Ngân hà. Hình ảnh sắc nét đáng kinh ngạc nhìn lại lịch sử ban đầu của Vũ trụ của chúng ta và làm sáng tỏ những hiểu biết mới về cách Galaxy của chúng ta hình thành.
Giống như hình ảnh độ nét cao đang biến đổi giải trí gia đình, nó cũng đang thúc đẩy cách các nhà thiên văn học nghiên cứu về Vũ trụ.
“Hình ảnh quang học thích nghi siêu sắc nét từ Đài thiên văn Gemini cho phép chúng tôi xác định tuổi của một số ngôi sao lâu đời nhất trong thiên hà của chúng tôi”, Leandro Kerber của Đại học São Paulo và Đại học Estadual de Santa Cruz, Brazil cho biết. Kerber đã lãnh đạo một nhóm nghiên cứu quốc tế lớn công bố kết quả của họ trong số ra tháng 4 năm 2019 của Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia .
Sử dụng công nghệ quang học thích ứng tiên tiến tại kính viễn vọng Gemini South ở Chile, các nhà nghiên cứu đã phóng to một cụm sao gọi là HP 1. “Loại bỏ sự biến dạng của bầu khí quyển của chúng ta thành ánh sáng sao bằng quang học thích nghi cho thấy các chi tiết to lớn trong các vật thể chúng ta nghiên cứu”, Kerber nói thêm. “Bởi vì chúng tôi đã chụp được những ngôi sao này rất chi tiết, chúng tôi có thể xác định tuổi tác tiên tiến của họ và ghép lại thành một câu chuyện rất hấp dẫn.”
Câu chuyện đó bắt đầu khi Vũ trụ sắp đến sinh nhật một tỷ.
“Cụm sao này giống như một hóa thạch cổ đại bị chôn sâu trong khối phồng của thiên hà của chúng ta, và bây giờ chúng ta đã có thể hẹn hò với nó vào thời điểm rất xa khi Vũ trụ còn rất trẻ”, Stefano Souza, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học de São Paulo, Brazil, người đã làm việc với Kerber như một phần của nhóm nghiên cứu. Kết quả của nhóm nghiên cứu ngày cụm sao vào khoảng 12,8 tỷ năm, làm cho những ngôi sao này trong số những ngôi sao cổ nhất từng được tìm thấy trong Thiên hà của chúng ta. “Đây cũng là một số ngôi sao lâu đời nhất chúng ta từng thấy ở bất cứ đâu,” Souza nói thêm.
“HP 1 là một trong những thành viên còn sống sót trong các khối xây dựng cơ bản đã lắp ráp phần phình bên trong của Galaxy chúng ta,” Kerber nói. Cho đến vài năm trước, các nhà thiên văn học tin rằng các cụm sao hình cầu lâu đời nhất – những khối hình cầu lên tới một triệu ngôi sao – chỉ nằm ở các phần bên ngoài của Dải Ngân hà, trong khi những người trẻ hơn sống ở các vùng Thiên hà trong cùng. Tuy nhiên, nghiên cứu của Kerber, cũng như các công trình gần đây khác dựa trên dữ liệu từ Đài thiên văn Gemini và Kính viễn vọng Không gian Hubble (HST), đã tiết lộ rằng các cụm sao cổ cũng được tìm thấy trong khối thiên hà và tương đối gần trung tâm Thiên hà.
Các cụm sao cầu cho chúng ta biết nhiều về sự hình thành và tiến hóa của Dải Ngân hà. Hầu hết các hệ thống sao cổ đại và khổng lồ này được cho là đã kết hợp với đám mây khí nguyên thủy mà sau đó đã sụp đổ để tạo thành đĩa xoắn ốc của Thiên hà của chúng ta, trong khi các hệ thống khác dường như là lõi của các thiên hà lùn được sử dụng bởi Dải Ngân hà của chúng ta. Trong số khoảng 160 cụm sao hình cầu được biết đến trong Thiên hà của chúng ta, khoảng một phần tư nằm trong khu vực phình trung tâm bị che khuất và đóng gói chặt chẽ của Dải Ngân hà. Khối sao hình cầu này cách nhau khoảng 10.000 năm ánh sáng tạo thành trung tâm trung tâm của Dải Ngân hà (lòng đỏ nếu bạn muốn), được tạo thành chủ yếu từ các ngôi sao, khí và bụi cũ. Trong số các cụm trong phình, những cụm nghèo nhất kim loại (thiếu các yếu tố nặng hơn) bao gồm HP 1 từ lâu đã bị nghi ngờ là lâu đời nhất.
“HP 1 đang đóng một vai trò quan trọng trong sự hiểu biết của chúng ta về cách Dải Ngân hà hình thành,” Kerber nói. “Nó đang giúp chúng tôi thu hẹp khoảng cách trong sự hiểu biết giữa quá khứ và hiện tại của Galaxy.”
Kerber và nhóm quốc tế của mình đã sử dụng các hình ảnh quang học thích nghi có độ phân giải cao cực kỳ sâu sắc từ Đài thiên văn Gemini cũng như các hình ảnh quang học lưu trữ từ HST để xác định các thành viên cụm mờ, rất cần thiết cho việc xác định độ tuổi. Với bộ dữ liệu phong phú này, họ đã xác nhận rằng HP 1 là một di tích hóa thạch được sinh ra chưa đầy một tỷ năm sau Vụ nổ lớn, khi Vũ trụ còn ở giai đoạn sơ khai.
“Những kết quả này đạt được nỗ lực trong hơn hai thập kỷ với một số kính viễn vọng hàng đầu thế giới nhằm xác định sự phong phú hóa học chính xác với quang phổ độ phân giải cao”, Beatriz Barbuy của Đại học de São Paulo, đồng tác giả của bài báo này và là một người nổi tiếng thế giới chuyên gia trong lĩnh vực này. “Những hình ảnh Song Tử này là dữ liệu trắc quang trên mặt đất tốt nhất mà chúng tôi có. Chúng có cùng mức dữ liệu HST, cho phép chúng tôi khôi phục một mảnh còn thiếu trong câu đố của chúng tôi: tuổi của HP 1. Từ sự tồn tại của những vật thể cũ như vậy, chúng ta có thể chứng thực thời gian hình thành sao ngắn trong phình thiên hà, cũng như sự làm giàu hóa học nhanh của nó. “
Để xác định khoảng cách của cụm, nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu lưu trữ trên mặt đất để xác định 11 ngôi sao biến RR Lyrae (một loại “nến tiêu chuẩn” được sử dụng để đo khoảng cách vũ trụ) trong HP 1. Độ sáng quan sát của các ngôi sao RR Lyrae này cho thấy HP 1 ở khoảng cách khoảng 21.500 năm ánh sáng, đặt nó cách trung tâm Thiên hà khoảng 6.000 năm ánh sáng, nằm trong khu vực phình ra trung tâm của Thiên hà.
Kerber và nhóm của anh ta cũng đã sử dụng dữ liệu Gemini, cũng như dữ liệu nhiệm vụ HST, Kính viễn vọng rất lớn và Gaia, để tinh chỉnh quỹ đạo của HP 1 trong Thiên hà của chúng ta. Phân tích này cho thấy trong lịch sử của HP 1, cụm sao đã cách trung tâm Thiên hà khoảng 400 năm ánh sáng – chưa đến một phần mười khoảng cách hiện tại của nó.
“Sự kết hợp giữa độ phân giải góc cao và độ nhạy hồng ngoại gần làm cho GeMS / GSAOI trở thành một công cụ cực kỳ mạnh mẽ để nghiên cứu các cụm sao nhỏ gọn, bám bụi cao này”, Mattia Libralato thuộc Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết. “Đặc tính cẩn thận của các hệ thống cổ xưa này, như chúng tôi đã thực hiện ở đây, là điều tối quan trọng để tinh chỉnh kiến thức về sự hình thành Thiên hà của chúng tôi.”
Chris Davis, Cán bộ chương trình tại Quỹ khoa học quốc gia (NSF) cho Gemini, nhận xét: “Những kết quả tuyệt vời này chứng minh tại sao sự phát triển của hình ảnh độ phân giải cao, rộng ở Gemini là chìa khóa cho tương lai của Đài quan sát. sự phát triển của một hệ thống tương tự tại Gemini North sẽ biến hình ảnh siêu sắc nét thường lệ từ cả hai bán cầu thành hiện thực. Đây chắc chắn là những khoảng thời gian thú vị đối với Đài quan sát. “
Gemini quan sát quyết tâm sao cho khoảng 0,1 giây cung đó là một trong 36/1000 của một mức độ và thể so sánh với tách hai đèn pha ô tô từ khoảng 1.500 dặm, hoặc 2.500 km, cách xa (khoảng cách từ Manaus đến Sao Paulo ở Brazil, hoặc từ San Francisco đến Dallas ở Mỹ). Độ phân giải này thu được bằng cách sử dụng Máy ảnh quang học thích nghi Gemini South (GSAOI) – máy ảnh quang học thích ứng gần hồng ngoại được sử dụng với Hệ thống quang học thích ứng đa liên hợp Gemini (GeMS). GeMS là một hệ thống quang học thích ứng tiên tiến sử dụng ba gương có thể biến dạng để điều chỉnh các biến dạng truyền vào ánh sáng sao do nhiễu loạn trong các lớp khí quyển của chúng ta.
Đài thiên văn Gemini là sự hợp tác quốc tế với hai kính viễn vọng 8 mét giống hệt nhau. Kính thiên văn Gemini Frederick C. Gillett nằm ở Mauna Kea, Hawai’i (Gemini North) và kính viễn vọng khác trên Cerro Pachón ở miền trung Chile (Nam Gemini); các kính thiên văn song sinh cung cấp phạm vi bảo hiểm đầy đủ trên cả hai bán cầu của bầu trời. Các kính viễn vọng kết hợp các công nghệ cho phép các gương lớn, tương đối mỏng, dưới sự kiểm soát chủ động, thu thập và tập trung cả bức xạ nhìn thấy và hồng ngoại từ không gian.
Đài thiên văn Gemini cung cấp cho cộng đồng thiên văn ở năm quốc gia tham gia các cơ sở thiên văn tiên tiến, phân bổ thời gian quan sát theo tỷ lệ đóng góp của mỗi quốc gia. Ngoài hỗ trợ tài chính, mỗi quốc gia cũng đóng góp nguồn lực khoa học kỹ thuật quan trọng. Các cơ quan nghiên cứu quốc gia hình thành mối quan hệ đối tác Gemini bao gồm: Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ (NSF), Hội đồng nghiên cứu quốc gia Canada (NRC), Comisión Nacional de Investigación Cientifica y Tecnológica (CONICYT), Brazil Ministério da C Ministryio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, Tecnologia e Inovação và Viện thiên văn và vũ trụ Hàn Quốc (KASI). Đài quan sát được quản lý bởi Hiệp hội các trường đại học nghiên cứu về thiên văn học, Inc. (AURA) theo thỏa thuận hợp tác với NSF. NSF cũng phục vụ như là cơ quan điều hành cho quan hệ đối tác quốc tế.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Hiệp hội các trường đại học nghiên cứu về thiên văn học (AURA) . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :