Hình ảnh ngôi sao lớn nhất vũ trụ

[miro1510]

Hình ảnh rõ nét nhất về R136a1 đã giúp các nhà nghiên cứu đưa ra ước tính chính xác về khối lượng của ngôi sao lớn nhất từng được con người biết đến.

Các nhà thiên văn học tại Đài quan sát Gemini thuộc NOIRLab - trung tâm thiên văn do Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ điều hành đã thu được hình ảnh sắc nét nhất từ trước đến nay của R136a1. Đây là ngôi sao lớn nhất từng được con người biết đến.

Quá trình chụp ảnh tỉ mỉ

Quá trình chụp R136a1 đòi hỏi những công nghệ tiên tiến và kĩ thuật tỉ mỉ bởi những ngôi sao khổng lồ, rực rỡ và ngoạn mục nhất của vũ trụ thường nằm xa con người hàng nghìn năm ánh sáng.

Những ngôi sao khổng lồ thường tồn tại bên trong các cụm sao dày đặc. Cụ thể, R136a1 cách Trái Đất 160.000 năm ánh sáng và nằm ở trung tâm Tinh vân Tarantula. Điều này khiến các thiết bị trên mặt đất gặp nhiều khó khăn trong việc ghi lại hình ảnh chính xác của R136a1, bởi những ngôi sao khác cản trở việc quan sát.

Ngoài ra, tuổi thọ của những ngôi sao này cũng là một vấn đề lớn khiến các nhà thiên văn đau đầu. Nhiều ngôi sao đã sinh ra và chết đi trước khi ánh sáng của chúng đến được với con người.

R136a1 chụp bằng kính viễn vọng Gemini South. Ảnh: NOIRLab.

"Những ngôi sao khổng lồ có tuổi thọ rất ngắn, chúng sinh ra và vụt tắt chỉ trong vài triệu năm. Để so sánh, mặt trời của chúng ta đã đi được một nửa chặng đường trong quãng đời 10 tỷ năm của nó", các nhà khoa học tại NOIRLab chia sẻ.

Tuy nhiên, nhờ sự trợ giúp của kính viễn vọng Gemini South 8,1m, các nhà thiên văn đã có thể thu lại hình ảnh của R136a1 với độ rõ nét chưa từng có. Thiết bị này đã sử dụng một công cụ đặc biệt có tên “Zorro”.

Zorro sử dụng một kỹ thuật được gọi là chụp ảnh đốm, giúp kính thiên văn khắc phục hiệu ứng mờ do bầu khí quyển của Trái đất gây ra. Đây là lý do NASA phóng Kính viễn vọng Hubble lên trên bầu khí quyển của Trái Đất vào năm 1990.

Tuy nhiên, Zorro đã vượt qua vấn đề trên theo một cách khác. Về cơ bản, nhóm nghiên cứu đã chụp hàng nghìn bức ảnh phơi sáng của R136a1, sau đó xử lý kỹ thuật số.

“Với những điều kiện thích hợp, một kính viễn vọng 8,1 m có thể sánh ngang với Kính viễn vọng Không gian Hubble và Kính viễn vọng Không gian James Webb", Ricardo Salinas, nhà đồng phát minh Zorro, cho biết.

Khối hình ảnh cuối cùng đủ sắc nét để cho phép nhóm nghiên cứu tách hình của R136a1 khỏi ánh sáng của các ngôi sao lân cận, giúp họ ước tính độ sáng và khối lượng của ngôi sao lớn nhất vũ trụ.

"Các nhà thiên văn có thể ước tính khối lượng của một ngôi sao bằng cách so sánh độ sáng và nhiệt độ quan sát được với các dự đoán lý thuyết", NOIRLab cho biết trong một thông cáo báo chí.

"Chúng tôi bắt đầu công việc này như một cuộc quan sát thăm dò để xem Zorro có thể quan sát loại vật thể này tốt như thế nào”, nhà thiên văn học và vật lý thiên văn Venu Kalari ở Đài quan sát Gemini, chia sẻ.

Ngôi sao nặng nhất vũ trụ

Ban đầu, R136a1 được cho là có khối lượng lớn gấp 250-320 lần Mặt Trời. Ước tính mới về khối lượng của ngôi sao này là 150-230 lần Mặt Trời. Dù vậy, đây vẫn là ngôi sao nắm giữ kỷ lục nặng nhất.

"Kết quả nghiên cứu cho thấy ngôi sao nặng nhất mà chúng ta biết hiện nay không nặng như chúng ta nghĩ. Điều này chỉ ra khoảng giới hạn của kích thước sao có thể nhỏ hơn suy đoán trước đây”, ông Kalari cho biết.

Kết quả nghiên cứu có nhiều ý nghĩa đối với sự hình thành nguyên tố nặng trong vũ trụ. Những ngôi sao khổng lồ kết thúc vòng đời và trở thành hố đen.

Hình minh họa của R136a1, ngôi sao lớn nhất được biết đến trong vũ trụ. Ảnh: NOIRLab.

Chúng mất đi lớp vật chất bên ngoài và hố đen hình thành từ lõi sao bị sụp đổ. Tuy nhiên, với khối lượng gấp khoảng 230 lần Mặt Trời, ngôi sao có thể phát nổ trong vụ nổ siêu tân tinh.

Trong sự kiện này, những quá trình hạ nguyên tử dẫn tới sự ra đời của nguyên tố nặng. Nếu có ít ngôi sao hơn nằm trong khoảng khối lượng trên, chúng ta cần suy nghĩ lại về đóng góp của vụ nổ siêu tân tinh trong việc tạo ra nguyên tố nặng trong vũ trụ.

Bước tiếp theo, các nhà nghiên cứu sẽ tìm cách kiểm nghiệm kết luận thông qua tiến hành quan sát từ thiết bị khác và so sánh với dữ liệu từ kính viễn vọng Gemini South. Nghiên cứu của họ đã được chấp nhận xuất bản trên tạp chí Astrophysical Journal và có sẵn trên cơ sở dữ liệu arXiv.