Các nhà thiên văn học ban đầu nghĩ rằng chỉ một cụm sao khổng lồ tỏa sáng rực rỡ trong một khu vực hình thành sao khổng lồ của Tinh vân Tarantula, còn được gọi là 30 Doradus. Một nhóm các nhà thiên văn học do Elena Sabbi thuộc Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian dẫn đầu nhận thấy rằng các ngôi sao khác nhau trong cùng khu vực có độ tuổi khác nhau, ít nhất là một triệu năm. Bên cạnh sự khác biệt về tuổi tác, các nhà khoa học cũng nhận thấy hai khu vực riêng biệt, trong đó một khu vực có hình dáng thon dài trông giống như một cụm hợp nhất.
Các ngôi sao được cho là hình thành trong các cụm, có tên là Sabbi, Sab nhưng có rất nhiều ngôi sao trẻ ngoài 30 Doradus không thể hình thành ở nơi chúng sinh sống; chúng có thể đã bị đẩy ra với vận tốc rất cao từ chính 30 Doradus.
Sabbi và nhóm của cô ban đầu đang tìm kiếm những ngôi sao chạy trốn - những ngôi sao di chuyển nhanh đã bị đuổi khỏi vườn ươm của họ, nơi họ lần đầu tiên hình thành.
Nhưng họ nhận thấy điều gì đó bất thường về cụm sao khi nhìn vào sự phân bố của các ngôi sao có khối lượng thấp được Hubble phát hiện. Nó không phải hình cầu, như mong đợi, nhưng có các đặc điểm hơi giống với hình dạng của hai thiên hà hợp nhất nơi hình dạng của chúng bị kéo dài bởi lực hấp dẫn của thủy triều.
Một số mô hình dự đoán rằng các đám mây khí khổng lồ trong đó các cụm sao hình thành có thể phân mảnh thành các mảnh nhỏ hơn. Khi các mảnh nhỏ này kết tủa các ngôi sao, chúng có thể tương tác và hợp nhất để trở thành một hệ thống lớn hơn. Sự tương tác này là những gì Sabbi và nhóm của cô nghĩ rằng họ đang quan sát trong 30 Doradus.
Ngoài ra còn có một số lượng lớn các ngôi sao chạy trốn, vận tốc cao khoảng 30 Doradus và sau khi nhìn kỹ hơn vào các cụm, các nhà thiên văn học tin rằng những ngôi sao chạy trốn này đã bị trục xuất khỏi lõi của 30 Doradus do kết quả của các tương tác động giữa hai cụm sao. Những tương tác này rất phổ biến trong một quá trình gọi là sự sụp đổ lõi, trong đó các ngôi sao lớn hơn chìm vào trung tâm của cụm bằng các tương tác động với các sao có khối lượng thấp hơn. Khi nhiều ngôi sao lớn đã chạm tới lõi, lõi trở nên không ổn định và những ngôi sao khổng lồ này bắt đầu đẩy nhau ra khỏi cụm.
Cụm lớn R136 ở trung tâm của khu vực 30 Doradus còn quá trẻ để trải qua sự sụp đổ lõi. Tuy nhiên, vì trong các hệ thống nhỏ hơn, sự sụp đổ lõi nhanh hơn rất nhiều, số lượng lớn các ngôi sao chạy trốn được tìm thấy ở khu vực 30 Doradus có thể được giải thích rõ hơn nếu một cụm nhỏ đã sáp nhập vào R136.
Toàn bộ tổ hợp 30 Doradus đã là một khu vực hình thành sao hoạt động trong 25 triệu năm và hiện tại vẫn chưa biết khu vực này có thể tiếp tục tạo ra những ngôi sao mới trong bao lâu. Các hệ thống nhỏ hơn hợp nhất thành các hệ thống lớn hơn có thể giúp giải thích nguồn gốc của một số cụm sao lớn nhất được biết đến, Sabbi và nhóm của cô cho biết.
Các nghiên cứu tiếp theo sẽ xem xét khu vực chi tiết hơn và trên quy mô lớn hơn để xem liệu có bất kỳ cụm nào có thể tương tác với những cụm được quan sát hay không. Cụ thể, độ nhạy hồng ngoại của Kính viễn vọng không gian James Webb do NASA lên kế hoạch (JWST) sẽ cho phép các nhà thiên văn nhìn sâu vào các khu vực của Tinh vân Tarantula bị che khuất trong các bức ảnh ánh sáng khả kiến. Ở những khu vực này, những ngôi sao lạnh hơn và mờ hơn được che khuất khỏi tầm nhìn bên trong kén bụi. Webb sẽ tiết lộ tốt hơn về quần thể sao bên dưới trong tinh vân.
Tinh vân 30 Doradus đặc biệt thú vị đối với các nhà thiên văn học vì đây là một ví dụ điển hình về cách các khu vực hình thành sao trong vũ trụ trẻ có thể trông như thế nào. Khám phá này có thể giúp các nhà khoa học hiểu chi tiết về sự hình thành cụm và cách các ngôi sao hình thành trong Vũ trụ sơ khai.
Bài báo khoa học của: E. Sabbi, et al. (ApJL, 2012) (Tài liệu PDF)
Nguồn: HubbleSite
