Một ngôi sao đơn lẻ xa nhất được nhìn thấy có niên đại chưa đầy 1 tỷ năm sau khi vũ trụ sinh ra trong Vụ nổ lớn và có thể làm sáng tỏ những ngôi sao sơ khai nhất trong vũ trụ, một nghiên cứu mới phát hiện.
Ngôi sao xa nhất từng được nhìn thấy, được gọi là Earendel, được biểu thị bằng một mũi tên ở phía trong của hình ảnh này từ Kính viễn vọng Không gian Hubble đã chụp được ngôi sao cách 12,9 tỷ năm ánh sáng bằng thấu kính hấp dẫn.(Tín dụng hình ảnh: NASA, ESA, B. Welch (JHU), D. Coe (STScI), A. Pagan (STScI))
Các nhà khoa học đặt biệt danh cho ngôi sao này là "Earendel", từ một từ tiếng Anh cổ có nghĩa là "sao mai" hoặc "ánh sáng đang lên". Earendel, có ký hiệu là WHL0137-LS, có khối lượng ít nhất gấp 50 lần khối lượng của Mặt Trời và sáng hơn Mặt Trời hàng triệu lần
Ngôi sao mới hình thành này, được phát hiện bởi Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA , ở rất xa đến mức ánh sáng của nó đã mất 12,9 tỷ năm để đến Trái Đất, xuất hiện với chúng ta như khi vũ trụ khoảng 900 triệu năm tuổi, chỉ bằng 7% so với tuổi hiện tại . Cho đến nay, ngôi sao đơn lẻ xa nhất được phát hiện bởi Hubble vào năm 2018, tồn tại khi vũ trụ khoảng 4 tỷ năm tuổi, tương đương 30% tuổi hiện tại. Tác giả chính của nghiên cứu Brian Welch, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Johns Hopkins ở Baltimore.
Thông thường, ngay cả một ngôi sao rực rỡ như Earendel cũng sẽ không thể nhìn thấy từ Trái Đất bởi có khoảng cách quá lớn giữa hai ngôi sao. Trước đây, những thiên thể nhỏ nhất được nhìn thấy ở khoảng cách xa như vậy là những cụm sao nằm bên trong các thiên hà sơ khai.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra Earendel với sự trợ giúp của một cụm thiên hà khổng lồ, WHL0137-08, nằm giữa Trái Đất và ngôi sao mới hình thành. Lực hấp dẫn của cụm thiên hà khổng lồ này đã làm biến dạng cấu trúc của không gian và thời gian, dẫn đến việc một kính lúp tự nhiên mạnh mẽ giúp khuếch đại đáng kể ánh sáng từ các vật thể ở xa phía sau thiên hà, chẳng hạn như Earendel. Sự thấu kính hấp dẫn này đã làm biến dạng ánh sáng từ thiên hà chứa Earendel thành một hình lưỡi liềm dài mà các nhà nghiên cứu đặt tên là Sunrise Arc.
Bằng một cách hiếm hoi mà Earendel thẳng hàng với WHL0137-08, có nghĩa là ngôi sao xuất hiện trực tiếp hoặc cực kỳ gần, một đường cong trong không thời gian cung cấp độ sáng tối đa, khiến Earendel nổi bật so với ánh sáng chung của thiên hà quê hương của nó. Hiệu ứng này tương tự như bề mặt gợn sóng của bể bơi tạo ra các mô hình ánh sáng rực rỡ dưới đáy bể bơi vào một ngày nắng - các gợn sóng trên bề mặt hoạt động như thấu kính và tập trung ánh sáng Mặt Trời đến độ sáng tối đa trên sàn bể bơi.
Welch nhấn mạnh đây không phải là vật thể xa nhất mà các nhà khoa học từng phát hiện. Ông giải thích: “Hubble đã quan sát các thiên hà ở khoảng cách xa hơn. "Tuy nhiên, chúng tôi thấy ánh sáng từ hàng triệu ngôi sao của chúng hòa trộn với nhau. Đây là vật thể xa nhất mà chúng tôi có thể xác định ánh sáng từ một ngôi sao riêng lẻ."
Chế độ xem chi tiết được phóng to này hiển thị vị trí của ngôi sao xa xôi Earendel dọc theo một gợn sóng trong không-thời gian (đường chấm) đã phóng đại nó để Kính viễn vọng Không gian Hubble có thể phát hiện nó từ cách xa 12,9 tỷ năm ánh sáng.(Tín dụng hình ảnh: Khoa học: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI) Xử lý hình ảnh: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI))
Ông cũng lưu ý rằng ngôi sao này xa, nhưng không già. Welch nói: “Chúng ta nhìn thấy ngôi sao như cách đây 12,8 tỷ năm, nhưng điều đó không có nghĩa là ngôi sao đã 12,8 tỷ năm tuổi. Thay vào đó, nó có thể chỉ vài triệu năm tuổi.
Ông nói thêm về Earendel : “Với khối lượng của nó, nó gần như chắc chắn đã không còn tồn tại cho đến ngày nay, vì những ngôi sao có khối lượng lớn hơn có xu hướng đốt cháy nhiên liệu của chúng nhanh hơn và do đó phát nổ, hoặc sụp đổ thành hố đen . "Những ngôi sao lâu đời nhất được biết đến sẽ hình thành vào cùng một thời điểm, nhưng chúng ít khối lượng hơn nhiều, vì vậy chúng vẫn tiếp tục tỏa sáng cho đến tận ngày nay."
Nhiều chi tiết về Earendel vẫn chưa chắc chắn, chẳng hạn như khối lượng, độ sáng, nhiệt độ và loại của nó. Các nhà khoa học thậm chí còn chưa chắc chắn Earendel là một hay hai sao - hầu hết các ngôi sao có khối lượng của Earendel thường có một người bạn đồng hành nhỏ hơn, mờ hơn, và có thể Earendel đang vượt trội hơn bạn đồng hành của nó.
Các nhà khoa học dự định tiến hành các quan sát tiếp theo với Kính viễn vọng Không gian James Webb mới phóng gần đây của NASA để phân tích ánh sáng hồng ngoại của Earendel và xác định nhiều đặc điểm của nó. Những thông tin như vậy có thể giúp làm sáng tỏ những ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ, những ngôi sao được hình thành trước khi vũ trụ chứa đầy các nguyên tố nặng được tạo ra bởi các thế hệ sao lớn liên tiếp.
Các nhà khoa học đã trình bày chi tiết những phát hiện của họ trực tuyến hôm thứ Tư (30 tháng 3) trên tạp chí Nature.
Tham khảo:
