Một nhóm quốc tế, bao gồm các nhà vật lý thiên văn phương Tây Els Peeters và Jan Cami, đã phát hiện ra sự phá hủy và tái tạo một lượng lớn nước trong một đĩa hình thành hành tinh nằm ở trung tâm Tinh vân Orion. Khám phá này có được nhờ một phương pháp tiếp cận đa ngành độc đáo kết hợp các quan sát từ Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) và các tính toán vật lý lượng tử.
Nghiên cứu này, do nghiên cứu sinh Marion Zannese tại Đại học Paris-Saclay dẫn đầu và là một phần của chương trình PDRs4All Early Release Science, được xuất bản ngày trên tạp chí Nature Astronomy. PDRs4All là một trong 13 chương trình Early Release Science được NASA lựa chọn để chứng minh khả năng của JWST.
Peeters, đồng trưởng nhóm nghiên cứu PDRs4All và giảng viên tại Viện Khám phá Trái đất và Không gian của Western, cho biết: “Thật ấn tượng khi chỉ cần quan sát một vài pixel, và tập trung vào một số dòng, chúng ta thực sự có thể nhận ra rằng có cả một đại dương nước bốc hơi mỗi tháng. Khám phá này dựa trên một phần rất nhỏ của dữ liệu quang phổ. Thật thú vị khi chúng ta còn nhiều dữ liệu hơn để khai thác và tôi nóng lòng muốn xem chúng ta có thể tìm thấy gì khác”.
Nước là một thành phần thiết yếu cho sự xuất hiện của sự sống theo hiểu biết hiện nay. Trên Trái đất, hầu hết nước trong đại dương của chúng ta được hình thành từ rất lâu trước khi hệ Mặt trời ra đời, trong những vùng không gian liên sao lạnh lẽo, với nhiệt độ -250°C. Tuy nhiên, một phần nước này có thể đã bị bốc hơi và tái tạo ở nhiệt độ cao hơn (100–500°C) khi hệ Mặt trời vẫn chỉ là một đĩa khí và bụi quay quanh Mặt trời non trẻ của chúng ta.
Để hiểu được quá trình tái tạo nước bí ẩn này, nhóm thiên văn học quốc tế đã hướng JWST tới 'd203-506', một đĩa hình thành hành tinh nằm trong Tinh vân Orion. Bức xạ cực tím cường độ cao do các ngôi sao lớn tạo ra dẫn đến sự phá hủy và tái tạo nước trong d203-506, khiến nó trở thành một phòng thí nghiệm giữa các vì sao thực sự.
Cami, giáo sư vật lý và thiên văn học đồng thời là thành viên chính của PDRs4All, cho biết: "Kính thiên văn James Webb có sức mạnh đáng kinh ngạc. Đối với khám phá này, không phải chúng tôi nói về việc tìm kim trong đống rơm, mà là tìm kim trong một đống kim".
Bước nhảy lượng tử
Sự hợp tác với các chuyên gia động lực lượng tử từ trung tâm Madrid Deep Space Communications Complex (Tây Ban Nha) và Đài quan sát Leiden (Hà Lan) là chìa khóa để hiểu cách thức hình thành và phá hủy các phân tử cách xa hơn 1.000 năm ánh sáng.
Khi nước bị phá hủy bởi tia cực tím, một phân tử hydroxyl (nhóm -OH) được giải phóng, sau đó là sự phát xạ của các photon truyền đến JWST. Tổng cộng, người ta ước tính rằng mỗi tháng, một lượng nước tương đương với toàn bộ đại dương trên Trái đất bị phái hủy và tái tạo trong hệ thống d203-506.
Nhưng câu chuyện không kết thúc ở đó. Bằng cơ chế tương tự, JWST tiết lộ rằng hydroxyl, chất trung gian quan trọng trong quá trình hình thành nước, cũng được tạo ra rất nhiều từ oxy nguyên tử. Một phần nước tạo nên các đại dương trên Trái đất có thể đã trải qua một chu kỳ như vậy.
Theo Physics.org
