Bản đồ Dải Ngân hà độ phân giải cao nhất hé lộ bí ẩn sự ra đời của sao

Các nhà khoa học đã hoàn thành bản đồ độ phân giải cao nhất về khí lạnh tại trung tâm Dải Ngân hà, tiết lộ cách các ngôi sao và hành tinh được hình thành.

Dự án ACES và Kính thiên văn ALMA

Thông tin từ bức ảnh mới có thể giúp các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về nguồn gốc của hệ Mặt Trời. Bức ảnh là sản phẩm của nỗ lực quốc tế trong bốn năm, sử dụng một trong những kính thiên văn mạnh mẽ nhất trên Trái Đất.

Kính thiên văn Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) bao gồm hơn 50 ăng-ten radio trải rộng trên một cao nguyên ở Andes, Chile. Steven Longmore, giáo sư vật lý thiên văn tại Đại học Liverpool John Moores và người dẫn đầu dự án ACES, cho biết: "Chúng tôi chưa từng có bức ảnh về những gì đang diễn ra ngay tại trung tâm của thiên hà chúng ta trước đây".

Trước đây, các quan sát về Dải Ngân hà giống như những khung hình chụp nhanh ở các điểm khác nhau của cùng một thành phố. Tuy nhiên, hình ảnh mới này giống như cái nhìn từ trên xuống toàn bộ thành phố. Longmore nhấn mạnh: "Bạn không thể biết được câu chuyện đầy đủ của một thành phố trừ khi bạn có bản đồ tổng thể của nó".

Phương pháp lập bản đồ bằng quang phổ

Trung tâm thiên hà Dải Ngân hà, hay còn gọi là Khu Phân Tử Trung Tâm (CMZ), đậm đặc hơn, nóng hơn và hỗn loạn hơn các vùng không gian gần Trái Đất. Tại lõi của nó là Sagittarius A*, một lỗ đen siêu khối lượng nặng gấp khoảng 4 triệu lần Mặt Trời.

Bức ảnh mới lập bản đồ khí phân tử, bao gồm các phân tử như hydro, carbon monoxide và hàng chục hợp chất phức tạp khác. Những vật chất này sẽ sụp đổ dưới trọng lực của chính chúng để hình thành sao mới và hệ thống hành tinh. Richard Teague, giáo sư khoa học hành tinh tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), nhận định: "Chúng tôi đang xem xét vật liệu tạo sao trong môi trường cực đoan này".

Các màu sắc trong ảnh không phải là ánh sáng nhìn thấy mà được gán bằng kỹ thuật quang phổ. Mỗi phân tử cho biết thông tin về điều kiện tại đó:

• Vùng đỏ: Có thể chỉ sự hiện diện của các phân tử như monoxide silicon, xuất hiện khi các đám mây khí khổng lồ va chạm.
• Vùng xanh: Tín hiệu các khu vực yên tĩnh và ổn định hơn.

Ý nghĩa khoa học của nghiên cứu

Bức ảnh ACES lập bản đồ khí lạnh trong Khu Phân Tử Trung Tâm đang chuyển động. Bằng cách đo chính xác tần số ánh sáng phát ra từ các phân tử cụ thể, các nhà khoa học có thể phát hiện những thay đổi nhỏ do hiệu ứng Doppler gây ra.

Kỹ thuật này cho phép xác định liệu khí đang di chuyển về phía hoặc ra xa Trái Đất và tốc độ như thế nào. Mức độ chi tiết duy nhất trên toàn bộ khu vực được lập bản đồ chưa từng đạt được trước đây. Teague cho biết các cuộc khảo sát trước đây hoặc bao phủ diện rộng với độ phân giải thấp, hoặc phóng to vào các mảng nhỏ với độ phân giải cao, nhưng ACES làm cả hai một cách cân bằng.

Longmore coi trung tâm thiên hà như một mẫu thử cho vũ trụ sơ khai. Điều kiện ở đó giống hệt những thiên hà hàng tỷ năm trước, khi hệ Mặt Trời của chúng ta đang hình thành.

Quy mô hợp tác quốc tế

Một trong những phần đáng kinh ngạc nhất của dự án là quy mô của nó. Nhóm 160 người từ khắp nơi trên thế giới đã phải ghép nối nhiều hình ảnh cá nhân riêng lẻ. Teague nhận định: "Đây thực sự là một lượng công việc khổng lồ từ các nhà khoa học và đại học, nhưng cũng cả kỹ sư và vận hành kính thiên văn tại Chile".

Trong lĩnh vực thiên văn học dưới milimet, quy mô của sự hợp tác này nằm trong số lớn nhất. Teague thêm rằng: "Tôi nghĩ rằng thiên văn học ở quy mô này thực sự không còn là về những người cá nhân nhỏ lẻ thúc đẩy trong phòng thí nghiệm của họ nữa, mà là về các cuộc hợp tác quốc tế khổng lồ".