Chiêm ngưỡng hiện tượng những ngôi sao trẻ tạo bong bóng khổng lồ hiếm gặp trong vũ trụ

Một hình ảnh mới do kính viễn vọng Hubble công bố đã làm nổi bật một vùng không gian rộng lớn, nơi các ngôi sao đang được sinh ra với tốc độ mạnh mẽ. Bức ảnh tập trung vào N159, một đám mây khổng lồ chủ yếu cấu tạo từ khí hydro lạnh. Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ và cũng là vật liệu cơ bản để hình thành các ngôi sao.

Đám mây này nằm cách Trái Đất khoảng 160.000 năm ánh sáng, trong chòm sao Dorado, ở rất xa bên ngoài thiên hà của chúng ta.

N159 – “lò ấp sao” khổng lồ trong Đám mây Magellan Lớn

N159 thuộc Đám mây Magellan Lớn (Large Magellanic Cloud), một thiên hà lùn và cũng là thiên hà vệ tinh lớn nhất đang quay quanh Dải Ngân Hà. Nhờ khoảng cách tương đối gần (xét trên thang vũ trụ), các nhà thiên văn có thể quan sát quá trình hình thành sao tại đây với độ chi tiết đáng kinh ngạc.

Trong Đám mây Magellan Lớn, N159 nổi bật là một trong những vùng có khối lượng lớn nhất và hoạt động hình thành sao mạnh mẽ nhất.

Quy mô khổng lồ của đám mây N159

Hình ảnh từ Hubble chỉ ghi lại một phần của toàn bộ phức hợp N159. Nếu quan sát toàn cảnh, cấu trúc này trải dài hơn 150 năm ánh sáng. Để dễ hình dung, một năm ánh sáng là quãng đường ánh sáng đi được trong một năm, và toàn bộ đám mây này có kích thước lớn hơn gần 10 triệu lần khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời.

Chính quy mô khổng lồ này lý giải vì sao những vùng như N159 có thể tạo ra số lượng lớn các ngôi sao trong suốt hàng triệu năm.

Sao được hình thành như thế nào trong các đám mây khí lạnh?

Sâu bên trong N159, nhiệt độ giảm xuống cực thấp, và lực hấp dẫn dần kéo khối khí co lại. Khi đám mây sụp đổ dưới chính trọng lực của nó, các vùng đậm đặc hình thành và cuối cùng kích hoạt phản ứng hạt nhân, đánh dấu sự ra đời của các ngôi sao mới.

Những ngôi sao non này bắt đầu phát sáng khi vẫn còn nằm trong lớp khí và bụi đã sinh ra chúng. Các sao trẻ, nóng và có khối lượng lớn nhất phát ra năng lượng mạnh, khiến khí hydro xung quanh phát sáng với màu đỏ đặc trưng. Đây là hiện tượng xảy ra khi các nguyên tử hydro bị kích thích bởi ánh sáng sao.

Kính viễn vọng Hubble đặc biệt “nhạy” với loại ánh sáng này, cho phép các nhà khoa học xác định chính xác những khu vực đang hình thành sao mạnh mẽ nhất.

Không phải mọi ngôi sao non đều bị che giấu trong các đám mây dày đặc. Một số xuất hiện trong lớp khí đỏ bao quanh, trong khi những ngôi sao khác lại nằm ở trung tâm các vùng rỗng lớn, trông giống như những bong bóng được khoét sâu vào đám mây. Các cấu trúc này hình thành thông qua quá trình gọi là phản hồi sao (stellar feedback).

Khi sao trẻ trở nên sáng hơn, chúng giải phóng bức xạ mạnh và các luồng hạt mang điện di chuyển với tốc độ cao, gọi là gió sao. Những lực này làm nóng và đẩy khí xung quanh ra xa, tạo nên các khoang rỗng và tái định hình chính đám mây ban đầu.

Theo thời gian, phản hồi sao có thể làm chậm hoặc thậm chí chấm dứt sự hình thành sao ở một số khu vực, đồng thời kích thích sự ra đời của các ngôi sao mới ở những vùng khác.

Hubble từng công bố một hình ảnh toàn cảnh vùng N159 vào năm 2016. Phiên bản mới lần này bổ sung dữ liệu quan sát ở một bước sóng ánh sáng khác, giúp làm nổi bật rõ hơn vùng khí nóng bao quanh các sao non.

Nhờ đó, các nhà thiên văn có cái nhìn chi tiết hơn về cách những ngôi sao trẻ tương tác với môi trường xung quanh và từng bước biến đổi “nơi sinh ra” của chính chúng trong vũ trụ.