Màn pháo hoa giữa vũ trụ: NASA công bố ảnh cụm sao cầu 13 tỷ năm tuổi

Ngày 4/7, đúng dịp Quốc khánh Hoa Kỳ và kỷ niệm 250 năm ngày lập quốc, NASA đã công bố hình ảnh của một cụm sao cầu cổ đại. Cụm sao này tỏa sáng với nhiều màu sắc rực rỡ, tựa như màn pháo hoa giữa vũ trụ, chào mừng ngày lễ đặc biệt của nước Mỹ.

NASA cho biết cụm sao cầu này có tên NGC 6426. Trong bức ảnh do Kính viễn vọng Không gian Hubble chụp, các ngôi sao màu đỏ, trắng và xanh lấp lánh như những que pháo bông (sparkler) được vung lên giữa bầu trời đêm.

NASA cho biết việc công bố bức ảnh nhằm kỷ niệm 250 năm ngày lập quốc Hoa Kỳ, đồng thời tôn vinh sứ mệnh khám phá không gian mà cơ quan này đã thực hiện trong suốt lịch sử nước Mỹ.

NGC 6426 nằm ở quầng ngoài của Dải Ngân Hà, là một trong khoảng 150 cụm sao cầu đã được biết đến trong thiên hà của chúng ta. Các cụm sao cầu thường được hình thành từ cùng một đám mây khí co sụp, vì vậy các ngôi sao bên trong thường có tuổi đời tương đồng và đều rất cổ xưa.

NGC 6426 có tuổi đời khoảng 13 tỷ năm, là một trong những cụm sao cầu lâu đời nhất của Dải Ngân Hà, gần bằng tuổi của vũ trụ đã biết (khoảng 13,7 tỷ năm).

Trong bức ảnh của NASA, màu xanh biểu thị phần ánh sáng khả kiến có bước sóng ngắn hơn, trong khi màu đỏ tương ứng với phần ánh sáng khả kiến có bước sóng dài hơn cùng một phần bức xạ cận hồng ngoại. Vì màu sắc của các ngôi sao liên quan trực tiếp đến nhiệt độ bề mặt, nên có thể suy ra các ngôi sao màu xanh nóng hơn, còn các ngôi sao màu đỏ có nhiệt độ thấp hơn.

Các ngôi sao trong NGC 6426 có độ kim loại thấp, tức là chứa rất ít nguyên tố nặng hơn hydro và heli. Điều này phản ánh điều kiện của vũ trụ sơ khai, khi vật chất chủ yếu chỉ gồm hydro và heli, còn các nguyên tố nặng hơn mới bắt đầu được tạo ra bên trong những ngôi sao có khối lượng lớn thông qua quá trình nhiệt hạch.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện trong NGC 6426 tồn tại hai nhóm sao có thành phần hóa học khác biệt rõ rệt. Điều này cho thấy những ngôi sao trẻ hơn và giàu kim loại hơn đã hấp thụ vật chất được giải phóng từ các thế hệ sao đầu tiên khi chúng phát nổ và kết thúc vòng đời.

Khi các ngôi sao khối lượng lớn phát nổ dưới dạng siêu tân tinh, chúng sẽ phóng các nguyên tố nặng hơn hydro và heli vào không gian, tạo nên nguồn vật chất cho sự hình thành của các thế hệ sao và hành tinh mới.

Ngoài ra, vào ngày 2/7, NASA cũng công bố hình ảnh của Kính viễn vọng Không gian James Webb chụp hệ sao FS Tau. Ngoài vô số thiên hà phía sau trông như những màn pháo hoa của lễ kỷ niệm 250 năm lập quốc Hoa Kỳ, bức ảnh còn ghi lại nhiều tiền sao (protostar) – hay còn gọi là “những ngôi sao sơ sinh” – đang được hình thành từ các đám khí và bụi đặc.

Những thiên thể nóng, có khối lượng thấp và kết tụ thành từng cụm này cuối cùng sẽ tiến hóa thành các ngôi sao trưởng thành, có khả năng đốt cháy hydro trong lõi giống như Mặt Trời.

Các tiền sao trong hệ FS Tau có tuổi đời khoảng 1–3 triệu năm, nên vẫn được xem là rất trẻ theo thang thời gian của vũ trụ. Trong khi đó, Mặt Trời của chúng ta đã khoảng 4,6 tỷ năm tuổi.

So với các ngôi sao khối lượng lớn, những ngôi sao khối lượng thấp phát ra ít bức xạ hơn và có gió sao yếu hơn, nên gây ảnh hưởng nhỏ hơn đến môi trường xung quanh. Điều này khiến hệ FS Tau trở thành địa điểm lý tưởng để nghiên cứu quá trình tiến hóa của các ngôi sao khối lượng thấp, bởi các nhà khoa học không phải chịu tác động mạnh từ môi trường như ở khu vực có các ngôi sao khối lượng lớn.

Trong bức ảnh do Kính viễn vọng James Webb chụp, màu sắc phong phú cung cấp nhiều thông tin quan trọng, đặc biệt về sự phân bố của bụi vũ trụ và mức độ che khuất mà bụi gây ra.

Ánh sáng có bước sóng ngắn hơn (ngả xanh) dễ bị bụi hấp thụ và tán xạ, trong khi ánh sáng có bước sóng dài hơn (ngả đỏ) có thể xuyên qua lớp bụi. Vì vậy, các thiên hà nền nằm phía sau những lớp bụi dày sẽ có màu đỏ hơn. Ngược lại, các thiên hà có màu vàng chịu ít sự che khuất của bụi hơn. Còn một số ít ngôi sao màu trắng xuất hiện trong bức ảnh nhiều khả năng nằm ở tiền cảnh.