Khi bạn nhìn lên bầu trời đêm, có vẻ như bạn có thể thấy rất nhiều ngôi sao. Có khoảng 2.500 ngôi sao có thể nhìn thấy bằng mắt thường tại bất kỳ thời điểm nào trên Trái đất và 5,800-8.000 tổng số sao có thể nhìn thấy (tức là có thể được phát hiện với sự trợ giúp của ống nhòm hoặc kính viễn vọng). Nhưng đây là một phần rất nhỏ trong số các ngôi sao mà Dải Ngân hà được cho là có!
Vì vậy, câu hỏi là, chính xác có bao nhiêu ngôi sao trong Dải Ngân hà? Các nhà thiên văn học ước tính rằng có 100 tỷ đến 400 tỷ các ngôi sao có trong thiên hà của chúng ta, mặc dù một số ước tính cho rằng có thể có tới hàng nghìn tỷ. Lý do cho sự chênh lệch là vì chúng ta gặp khó khăn khi xem thiên hà, và ở đó chỉ có rất nhiều ngôi sao mà chúng ta có thể chắc chắn ở đó.
Cấu trúc của dải ngân hà:
Tại sao chúng ta chỉ có thể thấy rất ít những ngôi sao này? Chà, đối với người mới bắt đầu, Hệ mặt trời của chúng ta nằm trong đĩa của Dải Ngân hà, là một thiên hà xoắn ốc bị chặn khoảng 100.000 năm ánh sáng. Ngoài ra, chúng ta cách trung tâm thiên hà khoảng 30.000 năm ánh sáng, có nghĩa là có rất nhiều khoảng cách - và rất nhiều ngôi sao - giữa chúng ta và phía bên kia của thiên hà.
Để làm phức tạp vấn đề hơn nữa, khi các nhà thiên văn học nhìn ra tất cả những ngôi sao này, ngay cả những ngôi sao gần hơn tương đối sáng cũng có thể bị cuốn trôi bởi ánh sáng của những ngôi sao sáng hơn phía sau chúng. Và sau đó, có những ngôi sao mờ ở khoảng cách đáng kể so với chúng ta, nhưng lại lảng tránh sự phát hiện thông thường vì nguồn sáng của chúng bị nhấn chìm bởi những ngôi sao sáng hơn hoặc cụm sao trong vùng lân cận.
Những ngôi sao xa nhất mà bạn có thể nhìn thấy bằng mắt thường (với một vài ngoại lệ) cách chúng ta khoảng 1000 năm ánh sáng. Có khá nhiều ngôi sao sáng trong Dải Ngân hà, nhưng những đám mây bụi và khí - đặc biệt là những ngôi sao nằm ở trung tâm thiên hà - chặn ánh sáng khả kiến. Đám mây này, xuất hiện dưới dạng một dải phát sáng mờ uốn lượn trên bầu trời đêm - là nơi thiên hà của chúng ta có tên là Milkyky trong tên của nó.
Đó cũng là lý do tại sao chúng ta chỉ có thể thực sự nhìn thấy các ngôi sao trong vùng lân cận của chúng ta và tại sao những người ở phía bên kia của thiên hà bị che giấu khỏi chúng ta. Để đặt tất cả trong viễn cảnh, hãy tưởng tượng bạn đang đứng trong một căn phòng rất rộng, rất đông đúc và bị mắc kẹt ở góc xa. Nếu có ai đó hỏi bạn, thì có bao nhiêu người ở đây?, Bạn sẽ gặp khó khăn khi đưa cho họ một con số chính xác.
Bây giờ hãy tưởng tượng rằng ai đó mang vào một máy khói và bắt đầu lấp đầy trung tâm của căn phòng bằng một đám mây dày. Không chỉ trở nên khó nhìn rõ hơn một vài mét trước mặt bạn, mà các vật thể ở phía bên kia của căn phòng hoàn toàn bị che khuất. Về cơ bản, việc bạn không thể vượt lên trên đám đông và đếm đầu có nghĩa là bạn đang bị mắc kẹt hoặc đoán hoặc dựa trên những gì bạn có thể nhìn thấy.
Phương pháp hình ảnh:
Các camera hồng ngoại (nhạy cảm với nhiệt) như Cosmic Background Explorer (hay còn gọi là COBE) có thể nhìn xuyên qua khí và bụi vì ánh sáng hồng ngoại truyền qua nó. Và còn có Kính viễn vọng không gian Spitzer, đài quan sát không gian hồng ngoại do NASA phóng vào năm 2003; Máy dò tìm hồng ngoại trường rộng (WISE), được triển khai năm 2009; và Đài quan sát vũ trụ Herschel, một sứ mệnh của Cơ quan Vũ trụ châu Âu với sự tham gia quan trọng của NASA.
Tất cả các kính thiên văn này đã được triển khai trong vài năm qua với mục đích kiểm tra vũ trụ theo bước sóng hồng ngoại, do đó các nhà thiên văn học sẽ có thể phát hiện các ngôi sao có thể không được chú ý. Để cho bạn biết cảm giác của nó trông như thế nào, hãy xem hình ảnh hồng ngoại bên dưới, được chụp bởi COBE vào ngày 30 tháng 1 năm 2000.
Tuy nhiên, do chúng ta vẫn có thể có vẻ như tất cả, các nhà thiên văn học buộc phải tính toán số lượng sao có khả năng trong Dải Ngân hà dựa trên một số hiện tượng có thể quan sát được. Họ bắt đầu bằng cách quan sát quỹ đạo của các ngôi sao trong đĩa Milky Way, để có được vận tốc quỹ đạo và chu kỳ quay của chính Dải Ngân hà.
Ước tính:
Từ những gì họ đã quan sát được, các nhà thiên văn học đã ước tính rằng chu kỳ quay của thiên hà (tức là mất bao lâu để hoàn thành một vòng quay) rõ ràng là 225-250 triệu năm ở vị trí của Mặt trời. Điều này có nghĩa là toàn bộ dải Ngân hà đang di chuyển với vận tốc xấp xỉ 600 km mỗi giây, liên quan đến các khung tham chiếu ngoài vũ trụ.
Sau đó, sau khi xác định khối lượng (và trừ đi quầng sáng của vật chất tối chiếm hơn 90% khối lượng của Dải Ngân hà), các nhà thiên văn học sử dụng các khảo sát về khối lượng và loại sao trong thiên hà để đưa ra khối lượng trung bình . Từ tất cả những điều này, họ đã thu được ước tính 200-400 tỷ ngôi sao, mặc dù (như đã nêu), một số người tin rằng có nhiều hơn nữa.
Một ngày nào đó, các kỹ thuật hình ảnh của chúng ta có thể trở nên đủ tinh vi để có thể phát hiện ra từng ngôi sao thông qua bụi và các hạt thấm vào thiên hà của chúng ta. Hoặc có lẽ sẽ có thể gửi các tàu thăm dò không gian có thể chụp ảnh Dải Ngân hà từ phía Bắc Thiên hà - tức là vị trí ngay phía trên trung tâm của Dải Ngân hà.
Cho đến thời điểm đó, ước tính và rất nhiều toán học là cách duy nhất của chúng tôi để biết chính xác khu phố địa phương của chúng tôi đông đúc như thế nào!
Chúng tôi đã viết nhiều bài viết hay về Dải Ngân hà ở đây tại Tạp chí Vũ trụ. Ví dụ, dưới đây là 10 sự thật về dải ngân hà, cũng như các bài viết trả lời các câu hỏi quan trọng khác.
Chúng bao gồm Dải Ngân hà lớn như thế nào?, Dải Ngân hà là gì?, Và Tại sao Thiên hà của chúng ta được gọi là Dải Ngân hà?
Astronomy Cast đã thực hiện một podcast về Dải Ngân hà và Học sinh Khám phá và Phát triển Không gian (SEDS) có nhiều thông tin về Dải Ngân hà ở đây.
Và nếu bạn có thể đếm được một vài ngôi sao, hãy xem bức tranh khảm này từ Bức ảnh thiên văn trong ngày của NASA. Để được giải thích sâu hơn về chủ đề này, hãy đi tới Cách hoạt động của Dải ngân hà.
