Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn đã phát triển một phương pháp mới để nghiên cứu sự hình thành sao trong các thiên hà từ buổi bình minh cho đến ngày nay. Sử dụng một thuật toán mới để lập mô hình năng lượng và bước sóng ánh sáng đến từ gần 7.000 thiên hà lân cận, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc tái tạo lại khi hầu hết các ngôi sao trong Vũ trụ hình thành – lần đầu tiên phù hợp với các quan sát của kính thiên văn.
Các nhà thiên văn từ nút của Trung tâm Nghiên cứu Thiên văn Vô tuyến Quốc tế (ICRAR) của Đại học Tây Úc đã phát triển một phương pháp mới để nghiên cứu sự hình thành sao trong các thiên hà từ buổi bình minh cho đến ngày nay.
Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Sabine Bellstedt từ ICRAR cho biết: “Các ngôi sao có thể được coi là những nhà máy chế biến năng lượng hạt nhân khổng lồ”.
“Chúng lấy các nguyên tố nhẹ hơn như hydro và heli, qua hàng tỷ năm, tạo ra các nguyên tố nặng hơn trong bảng tuần hoàn mà chúng ta tìm thấy rải rác khắp Vũ trụ ngày nay.”
“Carbon, canxi và sắt trong cơ thể bạn, oxy trong không khí bạn hít thở và silicon trong máy tính của bạn đều tồn tại do một ngôi sao đã tạo ra những nguyên tố nặng hơn này và bỏ chúng lại phía sau”.
“Các ngôi sao là nhà máy sản xuất nguyên tố cuối cùng trong Vũ trụ.”
Tìm hiểu cách các thiên hà hình thành các ngôi sao cách đây hàng tỷ năm đòi hỏi một nhiệm vụ rất khó khăn là sử dụng các kính thiên văn mạnh mẽ để quan sát các thiên hà cách xa hàng tỷ năm ánh sáng trong Vũ trụ xa xôi.
Tuy nhiên, các thiên hà gần đó dễ quan sát hơn nhiều. Bằng cách sử dụng ánh sáng từ các thiên hà địa phương này, các nhà thiên văn học có thể tổng hợp lại lịch sử cuộc đời của chúng (được gọi là lịch sử hình thành sao). Điều này cho phép các nhà nghiên cứu xác định cách thức và thời điểm chúng hình thành các ngôi sao trong thời kỳ sơ sinh, hàng tỷ năm trước, mà không phải vật lộn để quan sát các thiên hà trong Vũ trụ xa xôi.
Theo truyền thống, các nhà thiên văn học nghiên cứu lịch sử hình thành sao đã giả định rằng tính kim loại tổng thể – hoặc lượng nguyên tố nặng – trong một thiên hà không thay đổi theo thời gian.
Nhưng khi họ sử dụng các mô hình này để xác định thời điểm các ngôi sao trong Vũ trụ lẽ ra phải hình thành, kết quả không khớp với những gì họ nhìn thấy qua kính thiên văn của họ.
Bellstedt nói: “Kết quả không khớp với quan sát của chúng tôi là một vấn đề lớn. “Nó cho chúng tôi biết rằng chúng tôi đang thiếu một cái gì đó.”
“Thành phần bị thiếu đó, hóa ra, là sự tích tụ dần dần của các kim loại nặng trong các thiên hà theo thời gian.”
Sử dụng một thuật toán mới để lập mô hình năng lượng và bước sóng ánh sáng đến từ gần 7.000 thiên hà lân cận, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc tái tạo lại khi hầu hết các ngôi sao trong Vũ trụ hình thành – lần đầu tiên phù hợp với các quan sát của kính thiên văn.
Người thiết kế mã mới – được gọi là ProSpect – là Phó giáo sư Aaron Robotham từ nút Đại học Tây Úc của ICRAR.
Robotham cho biết: “Đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể hạn chế cách các nguyên tố nặng hơn trong các thiên hà thay đổi theo thời gian dựa trên phân tích của chúng tôi về 7.000 thiên hà lân cận này.”
“Việc sử dụng phòng thí nghiệm thiên hà này ngay trước cửa nhà của chúng tôi mang lại cho chúng tôi rất nhiều quan sát để thử nghiệm cách tiếp cận mới này và chúng tôi rất vui mừng vì nó hoạt động.”
“Với công cụ này, giờ đây chúng ta có thể mổ xẻ các thiên hà lân cận để xác định trạng thái của Vũ trụ và tốc độ hình thành và khối lượng của các ngôi sao ở bất kỳ giai đoạn nào trong 13 tỷ năm qua.”
“Đó hoàn toàn là thứ đáng kinh ngạc.”
Công trình này cũng xác nhận một lý thuyết quan trọng về thời điểm hình thành hầu hết các ngôi sao trong Vũ trụ.
Hầu hết các ngôi sao trong Vũ trụ đều được sinh ra trong các thiên hà cực kỳ khổng lồ trong lịch sử vũ trụ – khoảng ba đến bốn tỷ năm sau vụ nổ Big Bang.
Ngày nay, Vũ trụ đã gần 14 tỷ năm tuổi, và hầu hết các ngôi sao mới đang được hình thành trong các thiên hà nhỏ hơn nhiều.
Dựa trên nghiên cứu này, thách thức tiếp theo đối với nhóm sẽ là mở rộng mẫu thiên hà đang được nghiên cứu bằng kỹ thuật này, nhằm tìm hiểu khi nào, ở đâu và tại sao các thiên hà chết và ngừng hình thành các ngôi sao mới.
Bellstedt và Robotham cùng với các đồng nghiệp từ Úc, Anh và Hoa Kỳ đang báo cáo kết quả của họ trên tạp chí khoa học Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).
Nguồn truyện:
Tài liệu do Trung tâm Nghiên cứu Thiên văn Vô tuyến Quốc tế cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :