Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một lượng lớn oxy trong bầu khí quyển của một trong những ngôi sao già nhất và suy yếu nhất được biết đến – một nhà khoa học ‘ngôi sao nguyên thủy’ gọi là J0815 + 4729. Phát hiện mới này cung cấp một manh mối quan trọng về cách oxy và các yếu tố quan trọng khác được tạo ra trong các thế hệ sao đầu tiên trong vũ trụ.
Phát hiện mới này được thực hiện bằng Đài thiên văn WM Keck trên Maunakea ở Hawaii để phân tích cấu tạo hóa học của ngôi sao cổ đại, cung cấp manh mối quan trọng về cách oxy và các nguyên tố quan trọng khác được tạo ra trong các thế hệ sao đầu tiên trong vũ trụ.
Kết quả được công bố trong ấn bản ngày 21 tháng 1 năm 2020 của The Astrophysical Journal Letters .
“Kết quả này rất thú vị. Nó cho chúng ta biết về một số thời gian sớm nhất trong vũ trụ bằng cách sử dụng các ngôi sao trong sân sau vũ trụ của chúng ta”, nhà khoa học trưởng của đài thiên văn Keck John O’Meara nói. “Tôi mong muốn được nhìn thấy nhiều phép đo như thế này để chúng ta có thể hiểu rõ hơn về việc gieo hạt oxy sớm nhất và các nguyên tố khác trong toàn vũ trụ trẻ.”
Oxy là nguyên tố dồi dào thứ ba trong vũ trụ sau hydro và heli, và rất cần thiết cho mọi dạng sống trên Trái đất, là cơ sở hóa học của hô hấp và là một khối carbohydrate. Nó cũng là thành phần nguyên tố chính của vỏ Trái đất. Tuy nhiên, oxy không tồn tại trong vũ trụ sơ khai; nó được tạo ra thông qua các phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra sâu bên trong những ngôi sao lớn nhất, những ngôi sao có khối lượng gấp khoảng 10 lần khối lượng Mặt trời hoặc lớn hơn.
Theo dõi quá trình sản xuất oxy sớm và các nguyên tố khác đòi hỏi phải nghiên cứu những ngôi sao già nhất còn tồn tại. J0815 + 4729 là một trong những ngôi sao như vậy; nó nằm cách chòm sao Lynx hơn 5.000 năm ánh sáng.
“Các ngôi sao như J0815 + 4729 được gọi là các ngôi sao quầng”, nhà vật lý thiên văn học của UC San Diego, Adam Burgasser, đồng tác giả của nghiên cứu giải thích. “Điều này là do sự phân bố hình cầu thô của chúng xung quanh Dải Ngân hà, trái ngược với đĩa phẳng quen thuộc hơn của các ngôi sao trẻ hơn bao gồm Mặt trời.”
Các ngôi sao Halo như J0815 + 4729 thực sự là những ngôi sao cổ đại cho phép các nhà thiên văn học nhìn vào quá trình sản xuất nguyên tố sớm trong lịch sử vũ trụ.
Nhóm nghiên cứu đã quan sát J0815 + 4729 bằng Máy quang phổ Echelle Độ phân giải cao (HIRES) của Đài quan sát Keck trên kính viễn vọng 10m Keck I. Dữ liệu, đòi hỏi hơn năm giờ nhìn chằm chằm vào ngôi sao trong một đêm được sử dụng để đo lường sự phong phú của 16 loài hóa học trong bầu khí quyển của ngôi sao bao gồm cả oxy.
Thành phần nguyên thủy của ngôi sao chỉ ra rằng nó được hình thành trong hàng trăm triệu năm đầu tiên sau Vụ nổ lớn, có thể là từ vật liệu bị trục xuất khỏi siêu tân tinh đầu tiên của Dải ngân hà.
Dữ liệu HIRES của ngôi sao Keck Đài thiên văn tiết lộ một thành phần hóa học rất bất thường. Mặc dù nó có lượng carbon, nitơ và oxy tương đối lớn – xấp xỉ 10, 8 và 3% lượng dư thừa đo được trong Mặt trời – các nguyên tố khác như canxi và sắt có lượng dồi dào khoảng một phần triệu so với Mặt trời.
Chỉ có một vài ngôi sao như vậy được biết đến trong quầng sáng của thiên hà của chúng ta nhưng không có ngôi sao nào có lượng carbon, nitơ và oxy khổng lồ như vậy so với hàm lượng sắt của chúng.
Việc tìm kiếm các ngôi sao thuộc loại này bao gồm các dự án chuyên dụng sàng lọc hàng trăm ngàn quang phổ sao để khám phá một số nguồn hiếm như J0815 + 4729, sau đó theo dõi các quan sát để đo thành phần hóa học của chúng. Ngôi sao này lần đầu tiên được xác định trong dữ liệu thu được với Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan (SDSS), sau đó được đặc trưng bởi nhóm IAC vào năm 2017 bằng cách sử dụng Kính thiên văn Grand Canary ở La Palma, Tây Ban Nha.
Ba mươi năm trước, nhóm nghiên cứu đã bắt đầu tại IAC để nghiên cứu sự hiện diện của oxy trong các ngôi sao lâu đời nhất của thiên hà; những kết quả đó đã chỉ ra rằng nguyên tố này được tạo ra rất lớn trong các thế hệ siêu tân tinh đầu tiên sẽ tìm thấy một trường hợp làm giàu ngoạn mục như ngôi sao này.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đài thiên văn WM Keck . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :