Một nghệ sĩ minh họa của một đĩa hoàn cảnh xung quanh một ngôi sao lớn. Tín dụng hình ảnh: NAOJ Bấm để phóng to
Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã sử dụng Máy chụp ảnh quang học cho Quang học thích nghi (CIAO) trên kính viễn vọng Subaru ở Hawaii để thu được hình ảnh ánh sáng phân cực gần hồng ngoại của nơi sinh ra của một ngôi sao nguyên sinh khổng lồ được gọi là Becklin-Neugebauer (BN) vật ở khoảng cách 1500 năm ánh sáng từ Mặt trời. Các hình ảnh nhóm của nhóm đã dẫn đến việc phát hiện ra một đĩa xung quanh ngôi sao mới hình thành này. Phát hiện này, được mô tả chi tiết trong số ra ngày 1 tháng 9 của Tự nhiên, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về cách các ngôi sao khổng lồ hình thành.
Nhóm nghiên cứu, bao gồm các nhà thiên văn học từ Đài thiên văn Núi Tím, Trung Quốc, Đài quan sát Thiên văn Quốc gia Nhật Bản và Đại học Hertfordshire, Vương quốc Anh, đã khám phá khu vực gần vật thể Becklin-Neugebauer và phân tích ánh sáng hồng ngoại bị ảnh hưởng bởi bụi. Để làm điều này, họ đã chụp ảnh ánh sáng phân cực của vật thể ở bước sóng 1,6 micromet (dải H của tia hồng ngoại). Hình ảnh về độ sáng của vật thể chỉ cho thấy sự phân bố tròn của ánh sáng. Tuy nhiên, một hình ảnh của phân cực ánh sáng cho thấy hình dạng con bướm cho thấy các chi tiết không thể phát hiện được bằng cách chỉ nhìn vào phân bố độ sáng. Để hiểu môi trường xung quanh ngôi sao và hình dạng con bướm ngụ ý gì, các nhà thiên văn học đã tạo ra một mô hình máy tính để so sánh, cùng với sơ đồ hình thành sao. Những mô hình này cho thấy hình dạng con bướm là chữ ký của một đĩa và cấu trúc chảy ra gần ngôi sao mới sinh.
Phát hiện này là bằng chứng cụ thể nhất cho một đĩa xung quanh một ngôi sao trẻ khổng lồ và cho thấy những ngôi sao khổng lồ như vật thể BN (có khối lượng gấp khoảng bảy lần Mặt trời) tạo thành giống như những ngôi sao có khối lượng thấp hơn như Mặt trời.
Có hai lý thuyết chính để giải thích sự hình thành của các ngôi sao lớn. Các tiểu bang đầu tiên nói rằng các ngôi sao lớn là kết quả của sự hợp nhất của một số ngôi sao có khối lượng thấp. Thứ hai nói rằng chúng được hình thành thông qua sự sụp đổ lực hấp dẫn và sự bồi tụ khối lượng trong các đĩa hoàn cảnh. Những ngôi sao có khối lượng thấp hơn như Mặt trời rất có thể đã hình thành thông qua phương pháp thứ hai. Lý thuyết bồi tụ sụp đổ giả định rằng một hệ thống có một ngôi sao liên quan đến dòng chảy lưỡng cực, một đĩa hoàn cảnh và một đường bao, trong khi lý thuyết sáp nhập thì không. Sự hiện diện hay vắng mặt của các cấu trúc như vậy có thể phân biệt giữa hai kịch bản hình thành.
Cho đến gần đây, có rất ít bằng chứng quan sát trực tiếp hỗ trợ cho lý thuyết về sự hình thành sao khổng lồ. Điều này là do, không giống như các ngôi sao có khối lượng thấp hơn, các ngôi sao lớn mới hình thành rất hiếm và ở rất xa chúng ta nên chúng rất khó quan sát. Kính thiên văn lớn và quang học thích ứng, giúp cải thiện đáng kể độ sắc nét của hình ảnh, giờ đây có thể quan sát các vật thể này với độ rõ nét chưa từng thấy. Phân cực hồng ngoại độ phân giải cao là một công cụ đặc biệt mạnh mẽ để thăm dò môi trường ẩn sau ánh sáng rực rỡ của một ngôi sao lớn.
Sự phân cực - hướng mà sóng ánh sáng dao động khi chúng truyền ra khỏi một vật thể - là một đặc tính quan trọng của bức xạ. Ánh sáng mặt trời không có hướng dao động ưa thích, nhưng có thể bị phân cực khi bị tán xạ bởi bầu khí quyển của Trái đất hoặc sau khi phản xạ khỏi mặt nước. Một hành động tương tự xảy ra trong một đám mây hoàn cảnh xung quanh một ngôi sao mới sinh. Ngôi sao chiếu sáng xung quanh nó - đĩa hoàn cảnh, phong bì và các bức tường khoang được hình thành bởi các dòng chảy ra. Ánh sáng có thể di chuyển tự do trong khoang và sau đó phản chiếu khỏi các bức tường của nó. Ánh sáng phản xạ này trở nên phân cực cao. Ngược lại, đĩa và phong bì tương đối mờ với ánh sáng. Điều này làm giảm sự phân cực của ánh sáng đến từ những vùng đó.
Thành công của nhóm trong việc phát hiện bằng chứng cho một đĩa và chảy ra xung quanh đối tượng BN thông qua phân cực hồng ngoại có độ phân giải cao cho thấy rằng kỹ thuật tương tự có thể được áp dụng cho các ngôi sao hình thành khác. Điều này sẽ cho phép các nhà thiên văn học có được một mô tả quan sát toàn diện về sự hình thành của các ngôi sao khổng lồ lớn hơn mười lần khối lượng của Mặt trời.
Nguồn gốc: NAOJ News Release
