Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đã tìm thấy bằng chứng đầu tiên cho thấy hàng triệu ngôi sao siêu nặng, gấp 10 lần khối lượng Mặt trời, có thể đang ẩn nấp trong buổi bình minh của vũ trụ.
Ra đời chỉ 440 triệu năm sau Vụ nổ lớn, những ngôi sao này có thể làm sáng tỏ cách vũ trụ của chúng ta lần đầu tiên được gieo mầm bằng các nguyên tố nặng. Các nhà nghiên cứu, những người gọi những ngôi sao khổng lồ là "quái vật bầu trời", đã công bố phát hiện của họ vào ngày 5 tháng trên tạp chí Thiên văn học và Vật lý thiên văn.
Tác giả chính của nghiên cứu Corinne Charbonnel, giáo sư thiên văn học tại Đại học Geneva, Thụy Sĩ, cho biết: “Hôm nay, nhờ dữ liệu do Kính viễn vọng Không gian James Webb thu thập, chúng tôi tin rằng chúng tôi đã tìm thấy manh mối đầu tiên về sự hiện diện của những ngôi sao phi thường này.
Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy dấu hiệu hóa học của các ngôi sao khổng lồ bên trong các cụm sao cầu - cụm từ hàng chục nghìn đến hàng triệu ngôi sao được xếp chặt chẽ với nhau, nhiều trong số đó là những ngôi sao lâu đời nhất từng hình thành trong vũ trụ của chúng ta. Khoảng 180 cụm sao cầu nằm rải rác trong Dải Ngân hà của chúng ta và vì chúng quá cũ nên chúng cung cấp cho các nhà thiên văn học những cửa sổ xuyên thời gian vào những năm đầu tiên của vũ trụ chúng ta.
Điều bí ẩn là một số ngôi sao trong các cụm này có tỷ lệ nguyên tố cực kỳ khác nhau (oxy, nitơ, natri và nhôm), mặc dù chúng hình thành cùng thời gian và từ cùng một đám mây khí và bụi cách đây 13,4 tỷ năm.
Các nhà thiên văn học tin rằng sự đa dạng của các nguyên tố như vậy có thể được giải thích bằng sự tồn tại của các ngôi sao siêu lớn - những ngôi sao khổng lồ vũ trụ sinh ra trong điều kiện dày đặc hơn của vũ trụ sơ khai, đốt cháy nhiên liệu của chúng ở nhiệt độ cao hơn nhiều, tạo thành các nguyên tố nặng hơn mà sau này "làm ô nhiễm" các ngôi sao bé hơn. (thường bao gồm các phần tử nhẹ hơn nhiều).
Nhưng việc tìm kiếm những ngôi sao này không hề dễ dàng. Những người khổng lồ bốc lửa, có kích thước gấp 5 đến 000 lần Mặt trời của chúng ta, bị đốt cháy ở nhiệt độ 10 triệu độ F (000 triệu độ C). Bởi vì những ngôi sao lớn hơn, sáng hơn và nóng hơn sẽ chết nhanh nhất, những quái vật vũ trụ này từ lâu đã chết trong những vụ nổ cực kỳ mạnh mẽ được gọi là siêu tân tinh.
"Các cụm sao cầu có tuổi đời từ 10 đến 13 tỷ năm, trong khi các siêu tân tinh có tuổi thọ tối đa là hai triệu năm. Do đó, chúng biến mất rất sớm khỏi những cụm có thể quan sát được hiện nay. Chỉ còn lại những dấu vết gián tiếp", đồng tác giả nghiên cứu Mark Giles, giáo sư vật lý thiên văn tại Đại học Barcelona, cho biết trong một tuyên bố.
Để phát hiện tàn tích hóa học rải rác của quái vật cổ đại, các nhà nghiên cứu đã hướng camera hồng ngoại của JWST vào thiên hà GN-z11, một trong những thiên hà xa nhất và lâu đời nhất từng được phát hiện, nằm cách Trái đất 13,3 tỷ năm ánh sáng. Các hóa chất khác nhau hấp thụ và phát ra ánh sáng ở các tần số khác nhau, do đó, bằng cách phá vỡ ánh sáng phát ra từ các cụm sao cầu khác nhau được tìm thấy trong GN-z11, các nhà thiên văn học nhận thấy rằng các ngôi sao của nó không chỉ được đóng gói chặt chẽ mà còn được bao quanh bởi hàm lượng nitơ cao.
Charbonnel cho biết: “Sự hiện diện mạnh mẽ của nitơ chỉ có thể được giải thích bằng sự đốt cháy hydro ở nhiệt độ cực cao, nhiệt độ mà chỉ lõi của các ngôi sao siêu lớn mới có thể đạt tới”.
Sau khi tìm ra manh mối đầu tiên về quái vật bầu trời, các nhà nghiên cứu sẽ nghiên cứu thêm các cụm sao cầu ở nhiều thiên hà hơn để xem liệu phát hiện của họ có nên ở nơi khác hay không.
Đọc thêm: