Theo các mô hình vũ trụ học hiện đại, Vũ trụ đã ra đời trong một sự kiện đại biến động gọi là Vụ Nổ Lớn (Big Bang). Sự kiện này xảy ra chừng 13,8 tỉ năm về trước, và theo sau đó là một thời kì dãn nở và nguội dần. Trong khoảng thời gian đó, những nguyên tử hydrogen đầu tiên ra đời khi các proton và neutron kết hợp lại và các lực cơ bản của vật lí học ra đời. Sau đó, khoảng 100 triệu năm sau Big Bang, những ngôi sao đầu tiên và các thiên hà bắt đầu hình thành.
Sự hình thành những ngôi sao đầu tiên cũng là cái cho phép sự ra đời của các nguyên tố nặng hơn, và do đó cho phép sự ra đời của các hành tinh và toàn bộ sự sống mà chúng ta biết. Tuy nhiên, cho đến nay, làm thế nào và khi nào quá trình này xảy ra vẫn chủ yếu nằm trên lí thuyết bởi vì các nhà thiên văn học không biết tìm các ngôi sao già nhất trong thiên hà của chúng ta ở đâu. Nhưng nhờ một nghiên cứu mới của một đội thiên văn học Tây Ban Nha, nay có lẽ chúng ta đã tìm thấy ngôi sao già nhất trong Ngân Hà!
Nghiên cứu mang tiêu đề “J0815+4729: Một sao lùn nguyên thủy hóa học trong Quầng Ngân Hà quan sát bằng Kính thiên văn Canary” mới công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters. Dưới sự chỉ đạo của David S. Aguado tại Viện Thiên văn học Canary (IAC), đội bao gồm các thành viên đến từ Đại học La Laguna và Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Tây Ban Nha (CSIC).
Một nghiên cứu mới đây đã tìm thấy những ngôi sao già nhất Ngân Hà. Ảnh: Gabriel Pérez, SMM (IAC)
Ngôi sao này cách Mặt Trời khoảng 7500 năm ánh sáng, và được tìm thấy trong quầng của Ngân Hà, theo hướng chòm sao Lynx. Tên gọi là J0815+4729, ngôi sao này vẫn ở trong giai đoạn chính của nó và có khối lượng thấp (khoảng 0,7 khối lượng Mặt Trời), mặc dù đội nghiên cứu ước tính nó có một nhiệt độ bề mặt nóng hơn khoảng 400 độ – 6,215 K (5942 °C; 10,727 °F) so với 5778 K (5505 °C; 9940 °F) của Mặt Trời.
Với mục tiêu nghiên cứu của mình, đội khoa học đang tìm kiếm một ngôi sao biểu hiện các dấu hiệu nghèo kim loại, dấu hiệu cho biết nó đã ở trong giai đoạn chính của nó trong một thời gian rất dài. Ban đầu đội chọn J0815+4729 từ Nghiên cứu Quang phổ Dao động Baryon Nghiên cứu Bầu trời Số Sloan-III (SDSS-III, BOSS) rồi sau đó tiến hành các nghiên cứu quang phổ để xác định thành phần của nó (và do đó định tuổi của nó).
Đúng như lí thuyết hiện đại dự đoán, ngôi sao được tìm thấy trong quầng Ngân Hà – bộ phận mở rộng của thiên hà của chúng ta vươn ra ngoài đĩa thiên hà (phần nhìn thấy). Chính trong vùng này người ta tin rằng những ngôi sao già nhất và nghèo kim loại nhất sẽ được tìm thấy trong các thiên hà, vì thế mà đội khoa học chắc chắn một ngôi sao có niên đại từ thời Vũ trụ xa xưa sẽ được tìm thấy ở đây.
Như lời Jonay González Hernández, giáo sư tại Đại học La Laguna, thành viên IAC và một đồng tác giả của bài báo, giải thích:
Quang phổ thu được bởi các thiết bị ISIS lẫn OSIRIS đều xác nhận ngôi sao đó nghèo kim loại, cho biết J0815+4729 chỉ có một phần triệu lượng calcium và sắt mà Mặt Trời chứa. Ngoài ra, đội cũng lưu ý rằng ngôi sao đó có hàm lượng carbon cao hơn Mặt Trời của chúng ta, chiếm gần 15% hàm lượng tỉ đối của các nguyên tố của nó.
Tóm lại, J0815+4729 có thể là ngôi sao nghèo sắt và giàu carbon nhất mà các nhà thiên văn học biết hiện nay. Hơn nữa, việc tìm thấy nó khá khó khăn bởi vì ngôi sao vừa có độ sáng yếu vừa bị chìm trong lượng dữ liệu đồ sộ SDSS/BOSS. Như lời Carlos Allende Prieto, một đồng tác giả khác của bài báo, cho biết:
“Ngôi sao này bị khuất mất trong cơ sở dữ liệu của dự án BOSS, giữa một triệu quang phổ sao mà chúng tôi đã phân tích, đòi hỏi một nỗ lực quan sát và điện toán đáng kể. Cần máy quang phổ phân giải cao trên các kính thiên văn lớn để phát hiện các nguyên tố hóa học ở ngôi sao đó, nó có thể giúp chúng ta hiểu được những sao siêu mới đầu tiên và tiền thân của chúng.”
Trong tương lai gần, đội dự đoán các máy quang phổ thế hệ tiếp theo có thể cho phép nghiên cứu làm sáng tỏ thêm nhiều về hàm lượng hóa học của ngôi sao đó. Những thiết bị ấy bao gồm quang phổ kế phân giải cao HORS hiện đang hoạt động thử nghiệm trêm Kính thiên văn Lớn Canary (GTC).
“Việc tìm thấy lithium cung cấp cho chúng ta thông tin thiết yếu liên quan đến sự tổng hợp hạt nhân Big Bang,” phát biểu của Rafael Rebolo, giám đốc IAC và là một đồng tác giả của bài báo trên. “Chúng tôi đang làm việc với một máy quang phổ phân giải cao và vùng phổ rộng để đo thành phần hóa học chi tiết của các sao có các tính chất độc nhất vô nhị như J0815+4719.”
Những nghiên cứu trong tương lai này chắc chắn mang lại lợi ích cho các nhà thiên văn học và nhà vũ trụ học. Ngoài việc là một cơ hội nghiên cứu các sao hình thành khi Vũ trụ vẫn còn ở giai đoạn sơ sinh, chúng còn có thể đem lại những cái nhìn mới về những giai đoạn xa xưa của vũ trụ, sự hình thành những ngôi sao đầu tiên, và các tính chất của những sao siêu mới đầu tiên. Nói cách khác, chúng sẽ đưa chúng ta tiến gần hơn đến chỗ biết được Vũ trụ mà chúng ta biết đã ra đời và tiến hóa như thế nào.
Nguồn: UniverseToday
