Sao siêu mới (siêu tân tinh) – những ngôi sao trong quá trình bùng nổ - mở ra một cánh cửa sổ nhìn vào lịch sử của các nguyên tố của bảng tuần hoàn trên Trái đất cũng như lịch sử của vũ trụ. Tất cả những nguyên tố nặng hơn oxygen được tạo ra trong những phản ứng hạt nhân xảy ra trong những vụ nổ khủng khiếp này.
Một trong mười sao siêu mới trong Subaru Deep Field, đã phát nổ hồi 10 tỉ năm trước. Ảnh: Đại học Tel Aviv
Những vụ nổ cổ xưa nhất, ở đủ xa để cho ánh sáng của chúng chỉ đến bây giờ mới tới được chúng ta, có thể khó phát hiện. Một dự án do các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Tel Aviv chỉ đạo đã làm sáng tỏ một số lượng sao siêu mới phá kỉ lục trong Subaru Deep Field, một mảng trời có kích cỡ bằng mặt trăng tròn ngày rằm. Trong số 150 sao siêu mới đã được quan sát, 12 trong số đó là xa xôi nhất và cổ xưa nhất mà người ta từng thấy.
Khám phá trên làm rõ thêm kiến thức của chúng ta về bản chất của sao siêu mới và vai trò của chúng trong sự hình thành nguyên tố, phát biểu của những nhà nghiên cứu đầu nhóm – giáo sư Dan Maoz, tiến sĩ Dovi Poznanski và Or Graur thuộc Khoa Thiên văn Vật lí, Đại học Tel Aviv. Đặc biệt, những sao siêu mới “nhiệt hạch” này là nguồn gốc sinh sắt chủ yếu trong vũ trụ.
Nghiên cứu trên, đăng trên Nguyệt san của Hội Thiên văn Hoàng gia số ra tháng này, được thực hiện với sự hợp tác với các đội gồm một số thành viên thuộc các trường viện Nhật Bản và Mĩ, bao gồm Đại học Tokyo, Đại học Kyoto, Đại học California Berkeley, và Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley.
Một nguyên tố then chốt của vũ trụ
Sao siêu mới là những “nhà xưởng nguyên tố” của tự nhiên. Trong những vụ nổ này, các nguyên tố vừa ra đời, vừa phân tán vào không gian giữa các sao, ở đó chúng giữ vai trò là chất liệu thô cho những thế hệ sao và hành tinh mới. Gần gũi hơn, giáo sư Maoz cho biết, “những nguyên tố này là những nguyên tử cấu tạo nên đất mà chúng ta đang đứng, cấu tạo nên cơ thể của chúng ta, và sắt trong máu chảy khắp các mạch máu của chúng ta”. Bằng cách theo dõi tần suất và những loại nổ sao siêu mới xảy ra trong quá khứ vũ trụ, các nhà thiên văn có thể xây dựng lại lịch sử hình thành nguyên tố của vũ trụ.
Để quan sát 150 000 thiên hà thuộc Subaru Deep Field, đội khoa học đã sử dụng Kính thiên văn Subaru Nhật Bản ở Hawaii, ở độ cao 4200 m trên đỉnh núi lửa Mauna Kea đã yên nghỉ. Sức mạnh thu gom ánh sáng, hình ảnh sắc nét, và trường nhìn rộng của chiếc kính thiên văn đã cho phép các nhà nghiên cứu vượt qua thách thức của việc quan sát những sao siêu mới ở xa như vậy.
Bằng cách dùng kính thiên văn “nhìn chằm chằm” vào Subaru Deep Field, ánh sáng mờ nhạt của những thiên hà và sao siêu mới xa xăm nhất tích lũy trong nhiều đêm đã mang lại một sự phơi sáng lâu và sâu của vùng trời trên. Trong quá trình quan sát, đội khoa học “bắt gặp” các sao siêu mới đang hoạt động nổ, họ nhận ra cả thảy 150 sao siêu mới.
Nguồn gốc sinh máu sống của con người
Theo phân tích của đội nghiên cứu, các sao siêu mới loại nhiệt hạch, còn gọi là Loại Ia, hồi 10 tỉ năm trước đã bùng nổ thường xuyên hơn ngày nay đến hơn năm lần. Những sao siêu mới này là nguồn gốc phát sinh chính của sắt trong vũ trụ. Sắt là thành phần chủ yếu của nhân Trái đất và là một thành phần thiết yếu của máu trong cơ thể chúng ta.
Lâu nay các nhà khoa học đã nhận thức đến “sự dãn nở vũ trụ”, thực tế các thiên hà đang lùi ra xa nhau. Các quan sát sử dụng sao siêu mới Loại Ia là những ngọn đèn hiệu cho thấy sự dãn nở đó đang tăng tốc, rõ ràng dưới tác động của một “năng lượng tối” bí ẩn – Giải thưởng Vật lý 2011 sẽ được trao cho ba nhà thiên văn cho công trình nghiên cứu này. Tuy nhiên, bản chất của sao siêu mới vẫn chưa được hiểu lắm. Nghiên cứu này cải thiện thêm sự hiểu biết của chúng ta bởi việc làm sáng tỏ ngưỡng tuổi của những ngôi sao phát nổ dưới dạng sao siêu mới Loại Ia. Sau hết thảy, nghiên cứu này sẽ tăng cường tính hữu ích của chúng trong việc nghiên cứu năng lượng tối và sự dãn nở vũ trụ.
Nguồn: Đại học Tel Aviv, PhysOrg.com
