Nhiều thiên hà ở khắp Vũ Trụ không ngừng tạo nên những ngôi sao,
nhưng quá trình này lại không diễn ra nhanh bằng thiên hà bùng nổ sao(starburst galaxy),
với quá trình tạo sao diễn ra ở tốc độ chóng mặt.
Hiện tại, các nhà thiên văn học đã sử dụng Hubble
để khám phá một số thiên hà tạo sao nhỏ nhất
cùng nhiều nhiều thiên hà bùng nổ sao khác,
từ thời điểm hầu hết ngôi sao trong Vũ Trụ được hình thành.
Đây là những thiên hà lùn bùng nổ sao của Vũ Trụ sơ khai,
và chúng thậm chí còn quan trọng hơn chúng ta tưởng tượng nhiều.
Sự bùng nổ sao của thiên hà lùn
Trình bày bởi Tiến sĩ J, hay Tiến sĩ Joe Liske.
Vũ Trụ chứa đầy sao. Nhưng tất cả chúng đều đến từ đâu?
Chúng hình thành bên trong những đám mây khí dày đặc của thiên hà
và chúng ta cũng có thể thấy được quá trình đang diễn ra này,
bên trong thiên hà Milky Way, hay là ở thiên hà gần kề khác.
Chúng ta thậm chí có thể tính được có bao nhiêu ngôi sao mới đang được hình thành mỗi năm.
Hãy giả sử, trung bình, tất cả thiên hà sản sinh sao với tốc độ ở hiện tại trong suốt lịch sử của Vũ Trụ.
Trong trường hợp đó, sẽ có ít ngôi sao trong Vũ Trụ hơn so với ngày nay.
Điều đó có nghĩa là các thiên hà đã phải tạo khá nhiều sao trong quá khứ
với tỉ lệ cao hơn nhiều so với ở hiện tại.
Quả thực, khi chúng ta nhìn vào những thiên hà rất xa trong Vũ Trụ sơ khai,
ta có thể thấy chúng đang hình thành sao với tốc độ gấp khoảng 10 lần so với nhiều thiên hà ở hiện tại.
Với sự giúp đỡ của Hubble, chúng ta thậm chí có thể vạch ra toàn bộ lịch sử hình thành sao của Vũ Trụ.
Và hóa ra, hầu hết các ngôi sao được hình thành từ 2 đến 6 tỷ năm sau Big Bang.
Chúng ta biết khá rõ sao được hình thành vào khi nào,
do đó, trong tập này chúng ta sẽ khám tìm hiểu chúng diễn ra "ở đâu" và "bằng cách nào".
Quá trình tạo sao của thiên hà có diễn ra từ từ và liên tục trong suốt cuộc đời của mình?
Hay chỉ diễn ra sớm nở và chóng tàn?
Kích thước của thiên hà có quy định số lượng sao mà nó tạo thành không?
Các nhà thiên văn học đã quan sát nhiều thiên hà trong giai đoạn Vũ Trụ còn trẻ
với niềm hy vọng trả lời được câu hỏi này.
Thiên hà lớn nhất, sáng nhất được nghiên cứu kỹ nhất,
vì chúng là đối tượng dễ quan sát nhất.
Họ đã phát hiện sự tạo sao trong những thiên hà khổng lồ này
chiếm một phần lớn số lượng sao chúng ta thấy ngày nay.
Nhưng chúng ta không thể có được bức tranh toàn cảnh khi chỉ quan sát những thiên hà khổng lồ này.
Chúng ta cần quan sát nhiều thiên hà ở mọi kích cỡ.
Các nhà thiên văn học đã sử dụng Hubble để nghiên cứu một số thiên hà lùn trong Vũ Trụ sơ khai.
Những chị em thiên hà lùn có khối lượng thấp này đã được nghiên cứu trước đó.
Ở hiện tại chúng nhỏ và mờ,
do đó nghiên cứu chúng khá khó
khi ta chỉ nhìn được nửa chặng đường trong Vũ Trụ khả kiến.
Nhưng chúng lại rất xứng đáng để tìm kiếm,
vì số thiên hà lùn này đang thực hiện một màn trình diễn.
Khoảng 1/3 thiên hà lùn này
tạo sao nhanh đến mức
chúng có thể tăng gấp đôi toàn bộ khối lượng sao
chỉ trong 150 triệu năm.
Đây chỉ là một khoảng thời gian rất nhỏ trong cuộc đời của chúng
và diễn ra cực kỳ nhanh
so với thiên hà bình thường phải mất hàng tỷ năm mới tăng gấp đôi khối lượng sao.
Rõ ràng, số thiên hà lùn này sẽ không duy trì tốc độ hình thành sao thần tốc của mình trong thời gian dài --
chúng chắc hẳn phải trải qua một đợt bùng nổ sự tạo sao ngắn.
Và với vô số thiên hà lùn khổng lồ rải rác khắp Vũ Trụ,
có nghĩa là hoạt động bùng nổ sự tạo sao diễn ra mạnh mẽ đưa đến số lượng sao đáng kinh ngạc.
Vậy chúng diễn ra như thế nào?
Các nhà thiên văn học đo đạc hoạt động tạo sao trong số thiên hà lùn rất xa và mờ này bằng cách nào?
Họ đã sử dụng "chế độ quang phổ grism" với độ nhạy cao của Máy ảnh Wide Field Camera 3.
Grism là sự kết hợp của lưới tán xạ và lăng kính,
phân tách ánh sáng của một thiên hà thành màu sắc cấu thành thiên hà đó, tạo ra một dãy quang phổ.
Điểm nhấn của sự kết hợp này là tính hiệu quả ưu việt,
hầu như không bỏ lọt bất cứ hạt photon nào, và bao quát nhiều thiên hà trong một quan sát đơn lẻ.
Một khi bạn có được quang phổ, bạn có thể tìm kiếm ánh sáng phát ra từ khí hi-đrô trong thiên hà.
Nếu thiên hà đó đang tạo sao,
bức xạ cường độ cao từ ngôi sao mới sinh làm nóng khí hi-đrô và làm cho chúng tỏa sáng.
Điều quan trọng là tất cả ánh sáng từ khí hi-đrô chỉ được phát ra trong số ít vạch phát xạ sáng và hẹp.
Và phương pháp này dễ phát hiện hơn nhiều so với ánh sáng mờ nhạt của chính ngôi sao.
Và điều tuyệt vời là lượng ánh sáng từ một trong những vạch này
cho ta biết chính xác tỉ lệ hình thành sao đang diễn ra trong thiên hà.
Tìm kiếm và nghiên cứu nhiều kích cỡ khác nhau của thiên hà bùng nổ sao
cho chúng ta cái nhìn mới mẻ về lịch sử của Vũ Trụ
và giúp giải mã nhiều bí mật về sự tiến hóa của thiên hà.
Hiện tại chúng ta chưa thể biết chắc chắn quá trình nào
đã làm cho nhiều thiên hà lùn tạo sao mạnh đến vậy.
Về nguyên tắc, sự bùng nổ sao có thể được kích hoạt từ nhiều sự kiện khác nhau trong quá khứ của thiên hà.
Ví dụ, đó có thể là sự sát nhập hay tương tác thủy triều với một thiên hà khác,
hay sóng xung kích từ một supernova.
Với nhiều thiên hà đang bùng nổ sao trong Vũ Trụ sơ khai, chúng ta vẫn chưa biết điều gì đã kích hoạt chúng.
Tôi là Tiến sĩ J., đồng hành cùng chương trình Hubblecast.
Một lần nữa, tự nhiên khiến chúng ta phải kinh ngạc,
còn hơn cả trí tưởng tượng hoang dại của nhân loại.
Hubblecast được sản xuất bởi ESA / Hubble
tại Trung tâm Nghiên cứu Thiên văn học châu Âu đật tại Nam Bán cầu. (Đức)
Sứ mệnh Hubble là dự án hợp tác quốc tế giữa NASA và Cơ quan Vũ trụ châu Âu
Transcribed by ESA/Hubble. Translation – Thanh Sang Mai.
Đừng bỏ lỡ!
Chương trình ESOcast.
Cảm ơn bạn đã đồng hành cùng Hubble,
cũng đừng bỏ lỡ nhiều điều mới mẻ đến từ mặt đất.
Chương trình ESOcast giới thiệu nhiều khám phá nổi bật đến từ Đài thiên văn phía Nam của châu Âu
cùng nhiều kính thiên văn mạnh mẽ quan sát từ dãy núi Andes của Chile,
tại vùng đất Nam Bán cầu nổi tiếng với nhiều quan sát thiên văn học.