Các nhà thiên văn học do Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian (CfA) dẫn đầu hiện đã lập bản đồ Bong bóng cục bộ với độ chính xác cao nhất - và phát hiện ra rằng Bong bóng cục bộ có khả năng được tạo ra từ môi trường giữa các vì sao bởi một loạt vụ nổ siêu tân tinh hàng triệu nhiều năm trước.
Vùng plasma nhiệt độ cao, có mật độ thấp, rộng khoảng 1.000 năm ánh sáng, được bao quanh bởi một lớp vỏ khí và bụi trung tính đặc và lạnh. Nó được gọi là Bong bóng cục bộ, Hệ Mặt trời lơ lửng ở giữa bằng cách nào và tại sao nó lại tồn tại đang là một thách thức đối với khoa học.
Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây, với một điểm nhấn bổ sung: Bong bóng cục bộ vẫn đang mở rộng chịu trách nhiệm cho các vùng hình thành sao cao ở chu vi của nó.
"Đây thực sự là một câu chuyện về thời sơ khai, lần đầu tiên chúng ta có thể giải thích cách mà tất cả các ngôi sao lân cận bắt đầu hình thành", nhà thiên văn học Catherine Zucker thuộc Viện Khoa học quản lý Kính viễn vọng Không gian, người đã tiến hành nghiên cứu khi ở CfA, cho biết.
Bong bóng cục bộ chỉ được phát hiện trong thời gian gần đây. Đó là vào những năm 1970 và 1980, nó được phát hiện thông qua sự kết hợp của thiên văn học quang học, vô tuyến và tia X. Dần dần, những cuộc khảo sát và quan sát này đã tiết lộ một vùng khổng lồ có mật độ nhỏ hơn khoảng 10 lần so với môi trường giữa các vì sao trung bình trong thiên hà Milky Way.
-
- Họ phát hiện ra rằng tất cả các ngôi sao trẻ và các vùng hình thành sao đều nằm trên "bề mặt" của Bong bóng cục bộ. (Ảnh minh họa: Pixabay)
Vì chúng ta biết các siêu tân tinh có thể tạo ra các lỗ hổng trong không gian, quét sạch khí và bụi khi chúng mở rộng ra bên ngoài, đây có vẻ là một lời giải thích hợp lý cho Bong bóng cục bộ.
Nhưng việc ghép lại bằng cách nào và khi nào thì khó lý giải hơn. Điều này không dễ để đo kích thước của một vùng không gian khi chúng ta ở bên trong nó và càng khó hơn để đo khoảng trống khi được bao quanh bởi các ngôi sao sáng và các vật thể vũ trụ khác.
Zucker và nhóm của cô đã sử dụng dữ liệu từ bản phát hành dữ liệu Gaia gần đây nhất - một dự án đang diễn ra để lập bản đồ vị trí và chuyển động của các ngôi sao trong Dải Ngân hà với độ chính xác cao nhất - để lập bản đồ khí và sao trẻ trong vòng 200 parsec (khoảng 650 ánh sáng- năm) của Mặt trời.
Họ phát hiện ra rằng tất cả các ngôi sao trẻ và các vùng hình thành sao đều nằm trên "bề mặt" của Bong bóng cục bộ.
Điều này thật ý nghĩa, khi một siêu tân tinh mở rộng ra bên ngoài, nó gây chấn động và nén vật chất mà nó nở ra. Điều này tạo ra các nút thắt dày đặc trong khí phân tử trôi nổi trong môi trường giữa các vì sao và sụp đổ dưới lực hấp dẫn của chính chúng để tạo thành các ngôi sao con .
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu tiến hành mô phỏng và theo dõi chuyển động của các vùng hình thành sao để mô hình hóa sự giãn nở của Bong bóng. Điều này cho phép họ xây dựng lại lịch sử của nó, khớp các kết quả tính toán của họ với bản đồ bong bóng của họ.
Họ phát hiện ra rằng lịch sử của Bong bóng bắt đầu cách đây khoảng 14,4 triệu năm, đầu tiên là giai đoạn hình thành sao, sau đó là các siêu tân tinh của những ngôi sao có khối lượng lớn, tồn tại trong thời gian ngắn.
"Chúng tôi đã tính toán rằng khoảng 15 siêu tân tinh đã hình thành trong hàng triệu năm để hình thành Bong bóng cục bộ mà chúng ta thấy ngày nay", Zucker giải thích .
Nó hiện có bán kính khoảng 165 parsec (538 năm ánh sáng) và nó vẫn đang mở rộng ra bên ngoài, mặc dù tương đối chậm, với tốc độ khoảng 6,7 km (4 dặm) mỗi giây.
Vậy tại sao Hệ Mặt trời lại ở giữa?
Nhà vật lý và thiên văn học João Alves thuộc Đại học Vienna ở Áo cho biết: “Khi siêu tân tinh đầu tiên tạo ra Bong bóng cục bộ tắt đi, Mặt trời này ở rất xa nơi hoạt động”.
"Nhưng khoảng năm triệu năm trước, đường đi của Mặt trời qua thiên hà đã đưa nó vào ngay trong bong bóng, và bây giờ Mặt trời đang ở nơi đó - chỉ do may mắn - gần như ở ngay trung tâm của Bong bóng".
Theo các nhà nghiên cứu, điều này cho thấy Dải Ngân hà có khả năng chứa đầy các bong bóng tương tự, nếu các bong bóng đó ít thì khả năng điều này xảy ra là rất thấp. Ý tưởng này gợi lên hình ảnh một Dải Ngân hà có cấu trúc tương tự như bọt biển, hoặc có thể là một bánh xe dẹt của pho mát Thụy Sĩ.
Bước tiếp theo trong dòng yêu cầu này là thử tìm và lập bản đồ các bong bóng khác. Vị trí, kích thước, hình dạng và cách chúng tương tác với nhau có thể là manh mối giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình hình thành sao và lịch sử tiến hóa của Dải Ngân hà.
Nhà thiên văn học Alyssa Goodman của Đại học Harvard cho biết: “Đây là một câu chuyện trinh thám đáng kinh ngạc, được thúc đẩy bởi cả dữ liệu và lý thuyết. Chúng ta có thể ghép lại lịch sử hình thành sao xung quanh chúng ta bằng nhiều manh mối độc lập: mô hình siêu tân tinh, chuyển động của các vì sao và bản đồ 3D mới tinh tế về vật chất xung quanh Bong bóng cục bộ".
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature.
Ngọc Mai
