Sự hình thành sao là một trong những hiện tượng cơ bản nhất trong Vũ trụ. Bên trong các ngôi sao, vật liệu nguyên thủy từ Vụ nổ lớn được xử lý thành các yếu tố nặng hơn mà chúng ta quan sát thấy ngày nay. Trong bầu khí quyển mở rộng của một số loại sao nhất định, các nguyên tố này kết hợp thành các hệ thống phức tạp hơn như phân tử và hạt bụi, các khối xây dựng cho các hành tinh, sao và thiên hà mới và cuối cùng là cho sự sống. Các quá trình hình thành sao dữ dội sẽ khiến các thiên hà buồn tẻ tỏa sáng trong bóng tối của không gian sâu thẳm và khiến chúng ta nhìn thấy chúng trên một khoảng cách lớn.
Sự hình thành sao bắt đầu bằng sự sụp đổ của các phần dày đặc nhất của các đám mây liên sao, các khu vực được đặc trưng bởi nồng độ khí và bụi phân tử tương đối cao như phức hợp Orion (ESO PR Photo 20/04) và khu vực Trung tâm Thiên hà (Thông cáo báo chí ESO 26 / 03). Vì khí và bụi này là sản phẩm của sự hình thành sao sớm hơn, nên đã có một kỷ nguyên sớm khi chúng chưa tồn tại.
Nhưng làm thế nào mà những ngôi sao đầu tiên sau đó hình thành? Thật vậy, để mô tả và giải thích sự hình thành ngôi sao nguyên thủy của người Viking - không có khí và bụi phân tử - là một thách thức lớn trong Vật lý thiên văn hiện đại.
Một lớp thiên hà tương đối nhỏ, được gọi là Thiên hà lùn xanh Blue, có thể cung cấp các ví dụ gần đây và đương đại về những gì có thể xảy ra trong Vũ trụ sơ khai trong quá trình hình thành những ngôi sao đầu tiên. Những thiên hà này nghèo về bụi và các yếu tố nặng hơn. Chúng chứa các đám mây liên sao, trong một số trường hợp, dường như khá giống với các đám mây nguyên thủy mà từ đó các ngôi sao đầu tiên được hình thành. Tuy nhiên, mặc dù thiếu bụi và khí phân tử tương đối tạo thành các thành phần cơ bản cho sự hình thành sao như chúng ta biết từ Dải Ngân hà, những Thiên hà Lùn xanh đó đôi khi có những vùng hình thành sao rất tích cực. Do đó, bằng cách nghiên cứu các khu vực đó, chúng ta có thể hy vọng hiểu rõ hơn về các quá trình hình thành sao trong Vũ trụ sơ khai.
Sự hình thành sao rất tích cực trong NGC 5253
NGC 5253 là một trong những thiên hà lùn xanh gần nhất được biết đến; nó nằm ở khoảng cách khoảng 11 triệu năm ánh sáng theo hướng của chòm sao phương nam Centaurus. Cách đây một thời gian, một nhóm các nhà thiên văn học châu Âu [1] đã quyết định xem xét kỹ hơn về vật thể này và nghiên cứu các quá trình hình thành sao trong môi trường giống như nguyên thủy của thiên hà này.
Thật vậy, NGC 5253 có chứa một số yếu tố bụi và nặng hơn, nhưng ít hơn đáng kể so với thiên hà Milky Way của chúng ta. Tuy nhiên, nó khá khắc nghiệt khi là nơi hình thành sao cực mạnh, thiên hà ngôi sao sáng chói, thuật ngữ thiên văn học, và là đối tượng chính để nghiên cứu chi tiết về sự hình thành sao quy mô lớn.
ESO PR Ảnh 31a / 04 cung cấp một cái nhìn ấn tượng về NGC 5253. Hình ảnh tổng hợp này dựa trên mức phơi sáng gần hồng ngoại thu được với thiết bị ISAAC đa chế độ được gắn trên kính viễn vọng Antu VLT 8.2 m tại Đài quan sát Paranal ESO (Chile) , cũng như hai hình ảnh trong dải sóng quang thu được từ kho lưu trữ dữ liệu của Kính viễn vọng Không gian Hubble (đặt tại ESO Garched). Hình ảnh VLT (trong dải K ở bước sóng 2,16? M) được mã hóa màu đỏ, hình ảnh HST có màu xanh lam (dải V ở 0,55? M) và màu xanh lá cây (dải I ở 0,79? M), tương ứng.
Khả năng thu thập ánh sáng khổng lồ và chất lượng quang học tốt của VLT cho phép thu được hình ảnh cận hồng ngoại rất chi tiết (xem PR Ảnh 31b / 04) trong thời gian phơi sáng chỉ trong 5 phút. Các điều kiện khí quyển tuyệt vời của Paranal tại thời điểm quan sát (nhìn thấy 0,4 arcsec) cho phép kết hợp dữ liệu trên không gian và trên mặt đất thành một bức ảnh màu của vật thể thú vị này.
Một làn bụi lớn có thể nhìn thấy ở phía tây (bên phải) của thiên hà, nhưng các mảng bụi có thể nhìn thấy khắp nơi, cùng với một số lượng lớn các ngôi sao đầy màu sắc và các cụm sao. Các sắc thái màu khác nhau biểu thị độ tuổi của các vật thể và mức độ che khuất của bụi liên sao. Hình ảnh VLT cận hồng ngoại xuyên qua các đám mây bụi tốt hơn nhiều so với hình ảnh HST quang học và một số vật thể nhúng sâu không được phát hiện trong quang học do đó xuất hiện màu đỏ trong hình ảnh kết hợp.
Đo kích thước và độ sáng hồng ngoại của từng vật thể ẩn giấu này, các nhà thiên văn học có thể phân biệt các ngôi sao với các cụm sao; họ đếm không dưới 115 cụm. Cũng có thể lấy được tuổi của họ - khoảng 50 người trong số họ còn rất trẻ về mặt thiên văn học, chưa đến 20 triệu năm. Sự phân bố khối lượng của các ngôi sao cụm sao xuất hiện trong các cụm sao trong các thiên hà đầy sao khác, nhưng số lượng lớn các cụm sao và sao trẻ là phi thường trong một thiên hà nhỏ như NGC 5253.
Khi hình ảnh thu được NGC 5253 ở bước sóng dài hơn, hãy xem ESO PR Ảnh 31c / 04 được chụp bằng VLT trong dải L (bước sóng 3,7? M), thiên hà trông khá khác biệt. Nó không còn hiển thị sự phong phú của các nguồn được nhìn thấy trong hình ảnh băng tần K và hiện bị chi phối bởi một vật thể sáng duy nhất. Bằng một số lượng lớn các quan sát ở các vùng bước sóng khác nhau, từ quang đến vô tuyến, các nhà thiên văn học thấy rằng vật thể đơn lẻ này phát ra nhiều năng lượng trong phần hồng ngoại của quang phổ cũng như toàn bộ thiên hà trong vùng quang học. Lượng năng lượng tỏa ra ở các bước sóng khác nhau cho thấy đó là một cụm sao trẻ (vài triệu năm), rất lớn (hơn một triệu khối lượng mặt trời), được nhúng trong một đám mây bụi dày đặc và nặng (hơn 100.000 khối lượng bụi mặt trời ; phát xạ nhìn thấy trong PR Ảnh 31c / 04 đến từ bụi này).
Một cái nhìn về sự khởi đầu
Những kết quả này cho thấy một thiên hà nhỏ bé như NGC 5253, nhỏ hơn gần 100 lần so với thiên hà Milky Way của chúng ta, có thể tạo ra hàng trăm cụm sao nhỏ gọn. Nhóm trẻ nhất trong số các cụm này vẫn được nhúng sâu vào các đám mây tự nhiên của chúng, nhưng khi được quan sát bằng các thiết bị nhạy cảm với hồng ngoại như ISAAC tại VLT, chúng thực sự nổi bật như những vật thể rất sáng.
Khối lượng lớn nhất trong số các cụm này chứa khoảng một triệu khối lượng mặt trời và tỏa sáng tới 5000 ngôi sao khổng lồ rất sáng. Nó có thể rất giống với các tổ tiên trong Vũ trụ ban đầu của các cụm sao cầu cũ mà chúng ta hiện đang quan sát trong các thiên hà lớn như Dải Ngân hà. Theo nghĩa này, NGC 5253 cung cấp cho chúng ta một cái nhìn trực tiếp về sự khởi đầu của chính chúng ta.
Ghi chú
[1] Nhóm này bao gồm Giovanni Cresci (Đại học Florence, Ý), Leonardo Vanzi (ESO-Chile) và Marc Sauvage (CEA / DSN / DAPNIA, Saclay, Pháp). Thông tin chi tiết về cuộc điều tra hiện tại có sẵn trong một tài liệu nghiên cứu (Dân số cụm sao của NGC 5253, bởi G. Cresci và cộng sự) sẽ sớm xuất hiện trên tạp chí nghiên cứu hàng đầu Astronomy & Astrophysics (bản in sẵn có dưới dạng astro-ph / 0411486).
Nguồn gốc: ESO News Release
Ở đây, nhiều thông tin hơn về cách các ngôi sao được hình thành.
