Tác giả: Mạc Tâm Hải
[ChanhKien.org]
Các nhà thiên văn học sử dụng kính viễn vọng không gian Hubble của NASA đã chụp được hình ảnh đĩa tiền hành tinh lớn nhất từng được quan sát quay quanh một ngôi sao trẻ. Lần đầu tiên trong ánh sáng khả kiến, kính viễn vọng Hubble cho thấy đĩa này hỗn loạn và nhiễu động hơn nhiều so với dự đoán, với những dải vật chất mảnh kéo dài lên cao và xuống thấp khỏi mặt phẳng đĩa xa hơn trong bất kỳ hệ tương tự nào mà các nhà thiên văn từng ghi nhận. Điều kỳ lạ là các sợi vật chất kéo dài hơn này chỉ xuất hiện ở một phía của đĩa. Những phát hiện đã được công bố vào thứ Ba trên tạp chí The Astrophysical Journal, đánh dấu một cột mốc mới của kính viễn vọng Hubble, và giúp làm sáng tỏ cách các hành tinh có thể hình thành trong những môi trường khắc nghiệt, bởi NASA có sứ mệnh dẫn dắt nhân loại khám phá vũ trụ và vị trí của chúng ta trong vũ trụ.
Nằm cách Trái Đất khoảng 1000 năm ánh sáng, IRAS 23077+6707, có biệt danh là “Dracula’s Chivito” (chiếc bánh mỳ kẹp của Dracula), trải rộng gần 400 tỷ dặm — lớn gấp 40 lần đường kính của Hệ Mặt Trời tính tới rìa ngoài của vành đai Kuiper, gồm các thiên thể dạng sao chổi. Đĩa này che khuất ngôi sao trẻ ở bên trong, mà các nhà khoa học cho rằng có thể là một ngôi sao nóng, khối lượng lớn, hoặc thậm chí là một cặp sao. Đĩa khổng lồ này không chỉ là đĩa hình thành hành tinh lớn nhất từng được biết đến, mà còn đang trở thành một trong những đĩa kỳ lạ nhất.
“Mức độ chi tiết mà chúng tôi đang quan sát được là rất hiếm trong các hình ảnh đĩa tiền hành tinh, và những hình ảnh mới từ kính viễn vọng Hubble cho thấy các ‘vườn ươm hành tinh’ có thể hoạt động mạnh mẽ và hỗn loạn hơn nhiều so với những gì chúng ta từng nghĩ”, tác giả chính Kristina Monsch thuộc trung tâm vật lý thiên văn Harvard & Smithsonian (CfA) cho biết. “Chúng tôi đang quan sát đĩa này gần như ở góc nhìn cạnh bên, và các lớp vật chất mảnh ở phía trên cùng, cùng với những đặc điểm bất đối xứng của nó đặc biệt ấn tượng. Cả kính viễn vọng Hubble lẫn kính viễn vọng không gian James Webb của NASA đều đã ghi nhận những cấu trúc tương tự ở các đĩa khác, nhưng IRAS 23077+6707 mang đến cho chúng tôi một góc nhìn đặc biệt hiếm có — cho phép lần theo các cấu trúc nhỏ của nó trong ánh sáng khả kiến với mức độ chi tiết chưa từng có. Điều này biến hệ thống này thành một ‘phòng thí nghiệm’ mới và độc đáo để nghiên cứu sự hình thành hành tinh cũng như những môi trường nơi quá trình đó diễn ra”.
Biệt danh ‘Dracula’s Chivito’ mang tính dí dỏm, phản ánh nguồn gốc của các nhà nghiên cứu — một người đến từ Transylvania và một người đến từ Uruguay, nơi món ăn quốc gia là chiếc bánh mì kẹp có tên gọi là chivito. Đĩa nhìn gần như theo phương cạnh này trông giống một chiếc bánh hamburger, với một dải tối ở trung tâm, được kẹp giữa các lớp bụi và khí phát sáng ở phía trên và phía dưới.
Hình ảnh từ kính viễn vọng không gian Hubble này cho thấy đĩa hình thành hành tinh lớn nhất từng được quan sát quanh một ngôi sao trẻ. Đĩa này trải rộng gần 400 tỷ dặm — lớn gấp 40 lần đường kính của Hệ Mặt Trời.
Ảnh: NASA, ESA, STScI, Kristina Monsch (CfA); Xử lý hình ảnh: Joseph DePasquale (STScI)
Bất đối xứng đầy bí ẩn
Chiều cao ấn tượng của các cấu trúc này không phải là điều duy nhất thu hút sự chú ý của các nhà khoa học. Những hình ảnh mới cho thấy các cấu trúc dạng sợi vươn cao theo phương thẳng đứng chỉ xuất hiện ở một phía của đĩa, trong khi phía còn lại thì có một rìa sắc nét và không thấy các sợi vật chất nào. Cấu trúc kỳ lạ và lệch hẳn về một bên này cho thấy những quá trình động lực học — chẳng hạn như bụi và khí mới rơi vào, hoặc các tương tác với môi trường xung quanh — đang góp phần định hình đĩa.
“Chúng tôi thực sự choáng ngợp trước mức độ bất đối xứng của đĩa này”, đồng tác giả Joshua Bennett Lovell, cũng là một nhà thiên văn học tại CfA, cho biết. “Kính viễn vọng Hubble đã mang đến cho chúng tôi một ‘chỗ ngồi hàng đầu’ để quan sát những quá trình hỗn loạn đang định hình các đĩa khi chúng tạo ra những hành tinh mới — những quá trình mà chúng ta vẫn chưa hoàn toàn hiểu rõ, nhưng giờ đây có thể nghiên cứu theo một cách hoàn toàn mới”.
Tất cả các tinh hệ đều hình thành từ những đĩa khí và bụi bao quanh các ngôi sao trẻ. Theo thời gian, khí dần bồi tụ vào ngôi sao, còn các hành tinh được sinh ra từ phần vật chất còn lại. IRAS 23077+6707 có thể là một phiên bản ‘phóng đại’ của Hệ Mặt Trời thời kỳ sơ khai, với khối lượng đĩa được ước tính gấp khoảng 10 đến 30 lần khối lượng của Sao Mộc — cung cấp lượng vật chất dồi dào để hình thành nhiều hành tinh khí khổng lồ. Điều này, cùng với những phát hiện mới, khiến hệ này trở thành một trường hợp đặc biệt xuất sắc để nghiên cứu sự ra đời của các hệ hành tinh.
“Về mặt lý thuyết, IRAS 23077+6707 có thể chứa một tinh hệ vô cùng rộng lớn”, Monsch cho biết. “Mặc dù quá trình hình thành hành tinh trong những môi trường có khối lượng lớn như vậy có thể diễn ra khác biệt, nhưng các cơ chế nền tảng nhiều khả năng vẫn tương tự nhau. Ở thời điểm hiện tại, chúng tôi có nhiều câu hỏi hơn là câu trả lời, nhưng những hình ảnh mới này chính là điểm khởi đầu để hiểu cách các hành tinh hình thành theo thời gian và trong những môi trường khác nhau”.
https://www.youtube.com/watch?v=C3nrk-vA_YE&t=1s
Nguồn: Trung tâm bay không gian Goddard của NASA. Nhà sản xuất chính: Paul Morris.
Kính viễn vọng không gian Hubble đã hoạt động hơn ba thập kỷ và vẫn tiếp tục mang lại những khám phá mang tính đột phá, góp phần định hình hiểu biết nền tảng của chúng ta về vũ trụ. Kính viễn vọng Hubble là một dự án hợp tác quốc tế giữa NASA và ESA (Cơ quan vũ trụ châu Âu). Trung tâm bay không gian Goddard của NASA tại Greenbelt, bang Maryland, chịu trách nhiệm quản lý kính viễn vọng và các hoạt động của sứ mệnh. Công ty Lockheed Martin Space, có trụ sở tại Denver, cũng hỗ trợ các hoạt động sứ mệnh tại Goddard. Viện khoa học kính viễn vọng không gian tại Baltimore, do hiệp hội các trường đại học nghiên cứu thiên văn vận hành, thực hiện các hoạt động khoa học của Hubble cho NASA.
Dịch từ:
Bản tiếng Anh: NASA’s Hubble Reveals Largest Found Chaotic Birthplace of Planets
Bản tiếng Trung: https://www.zhengjian.org/node/300460