14/03/2023
3693 lượt xem
61 thích
Ngôi sao Wolf-Rayet là khúc dạo đầu hiếm hoi cho hành động cuối cùng nổi tiếng của một ngôi sao lớn: siêu tân tinh. Là một trong những lần quan sát đầu tiên vào năm 2022, Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA/ESA/CSA đã chụp được ngôi sao Wolf-Rayet WR 124 với độ chi tiết chưa từng có.
Một quầng khí và bụi đặc biệt bao quanh ngôi sao và phát sáng trong ánh sáng hồng ngoại do Webb phát hiện, cho thấy cấu trúc thắt nút và lịch sử của các đợt phóng ra từng đợt. Mặc dù là hiện trường của một ngôi sao ‘cái chết’ sắp xảy ra, các nhà thiên văn học cũng tìm đến các ngôi sao Wolf-Rayet để hiểu rõ hơn về những khởi đầu mới. Bụi vũ trụ đang hình thành trong các tinh vân hỗn loạn bao quanh những ngôi sao này, bụi bao gồm các khối nguyên tố nặng cấu tạo nên Vũ trụ hiện đại, bao gồm cả sự sống trên Trái đất.
Wolf-Rayet 124 (hình ảnh tổng hợp NIRCam và MIRI)
Cảnh tượng hiếm hoi về một ngôi sao Wolf-Rayet — trong số những ngôi sao sáng nhất, nặng nhất và dễ phát hiện nhất được biết đến — là một trong những quan sát đầu tiên do Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA/ESA/CSA thực hiện. Webb hiển thị ngôi sao WR 124 với chi tiết chưa từng thấy bằng các thiết bị hồng ngoại mạnh mẽ của nó. Ngôi sao cách chúng ta 15 000 năm ánh sáng trong chòm sao Nhân Mã.
Các ngôi sao khối lượng lớn chạy đua trong vòng đời của chúng và không phải tất cả chúng đều trải qua giai đoạn Wolf-Rayet ngắn trước khi trở thành siêu tân tinh, khiến cho các quan sát chi tiết của Webb trở nên có giá trị đối với các nhà thiên văn học. Các ngôi sao Wolf-Rayet đang trong quá trình loại bỏ các lớp bên ngoài của chúng, dẫn đến các quầng khí và bụi đặc trưng của chúng. Ngôi sao WR 124 có khối lượng gấp 30 lần Mặt trời và đã thải ra vật chất bằng 10 lần Mặt trời — cho đến nay. Khi khí bị đẩy ra khỏi ngôi sao và nguội đi, bụi vũ trụ hình thành và phát sáng dưới ánh sáng hồng ngoại mà Webb có thể phát hiện được.
Nguồn gốc của bụi vũ trụ có thể tồn tại sau vụ nổ siêu tân tinh và đóng góp vào “ngân sách bụi” chung của Vũ trụ là mối quan tâm lớn của các nhà thiên văn học vì nhiều lý do. Bụi là một phần không thể thiếu đối với hoạt động của Vũ trụ: nó che chở các ngôi sao đang hình thành, tập hợp lại với nhau để giúp hình thành các hành tinh và đóng vai trò là nền tảng để các phân tử hình thành và kết tụ lại với nhau — bao gồm cả các khối xây dựng nên sự sống trên Trái đất. Mặc dù bụi có nhiều vai trò thiết yếu, nhưng vẫn còn nhiều bụi trong Vũ trụ hơn những lý thuyết hình thành bụi hiện tại của các nhà thiên văn học có thể giải thích. Vũ trụ đang hoạt động với thặng dư ngân sách bụi.
Webb mở ra những khả năng mới để nghiên cứu các chi tiết trong bụi vũ trụ, thứ được quan sát rõ nhất ở bước sóng ánh sáng hồng ngoại. Máy ảnh Cận hồng ngoại (NIRCam) của Webb cân bằng độ sáng của lõi sao của WR 124 và các chi tiết nút thắt trong lớp khí xung quanh mờ hơn. Thiết bị hồng ngoại trung bình (MIRI) cải tiến của kính viễn vọng, một nửa trong số đó do châu Âu đóng góp, cho thấy cấu trúc vón cục của tinh vân khí và bụi bao quanh ngôi sao một cách chi tiết chưa từng có. Trước Webb, các nhà thiên văn yêu thích bụi đơn giản là không có đủ thông tin chi tiết để khám phá các câu hỏi về việc tạo ra bụi trong các môi trường như WR 124, và liệu bụi đó có đủ kích thước và số lượng để tồn tại và đóng góp đáng kể vào ngân sách bụi nói chung hay không. Bây giờ những câu hỏi đó có thể được điều tra với dữ liệu thực.
Những ngôi sao như WR 124 cũng đóng vai trò tương tự để giúp các nhà thiên văn học hiểu được một giai đoạn quan trọng trong lịch sử sơ khai của Vũ trụ. Những ngôi sao sắp chết tương tự đã gieo mầm cho Vũ trụ non trẻ bằng các nguyên tố nặng được tôi luyện trong lõi của chúng — những nguyên tố hiện đang phổ biến trong thời đại hiện tại, bao gồm cả trên Trái đất.
Hình ảnh chi tiết của Webb về WR 124 lưu giữ mãi một khoảng thời gian biến đổi ngắn ngủi, hỗn loạn và hứa hẹn những khám phá trong tương lai sẽ tiết lộ những bí ẩn lâu nay của bụi vũ trụ.
Thêm thông tin
Webb là chiếc kính viễn vọng lớn nhất, mạnh nhất từng được phóng vào vũ trụ. Theo thỏa thuận hợp tác quốc tế, ESA đã cung cấp dịch vụ phóng kính viễn vọng, sử dụng phương tiện phóng Ariane 5. Làm việc với các đối tác, ESA chịu trách nhiệm phát triển và đánh giá khả năng thích ứng của Ariane 5 cho sứ mệnh Webb và mua sắm dịch vụ phóng của Arianespace. ESA cũng cung cấp máy quang phổ NIRSpec và 50% thiết bị hồng ngoại tầm trung MIRI, được thiết kế và chế tạo bởi một tập đoàn gồm các Viện châu Âu được tài trợ quốc gia (Hiệp hội MIRI châu Âu) hợp tác với JPL và Đại học Arizona.
Webb là sự hợp tác quốc tế giữa NASA, ESA và Cơ quan Vũ trụ Canada (CSA).
Liên hệ:
Quan hệ truyền thông ESA
media@Khoa học