Có người cho rằng mỗi ngôi sao tượng trưng cho một số mệnh, cũng có người bảo rằng, các ngôi sao là thiên thần nhỏ bé được giao nhiệm vụ thắp sáng màn đêm. Chúng ta cùng tìm hiểu xem khoa học có thể cho biết gì về chúng nhé.
Thế nào là một ngôi sao?
Theo trang Giaoducthoidai, sao (star) là tất cả các thiên thể có khả năng tự phát ra ánh sáng. Tất cả chúng đều là những khối cầu khí khổng lồ. Chúng có khối lượng lớn hơn Trái đất hàng chục đến hàng trăm nghìn lần.
Chỉ có nhờ một khối lượng lớn như thế mới giúp chúng tự tạo ra ánh sáng của bản thân. Một thiên thể để có thể tự phát ra ánh sáng cần có khối lượng tối thiểu là lớn gấp 70 lần khối lượng của sao Mộc - hành tinh lớn nhất Hệ Mặt trời, tức là khoảng 7% khối lượng của Mặt trời.
Tại sao chúng ta thấy được các ngôi sao?
Trái đất của chúng ta có khối lượng khoảng 6x1024kg (6 triệu tỷ tỷ tấn). Mặt trời nặng hơn Trái đất 330.000 lần. Tức là một sao có khối lượng 7% khối lượng Mặt trời sẽ nặng hơn Trái đất khoảng 23 nghìn lần. Mỗi vật thể đều có lực hấp dẫn hướng tâm vào lòng nó.
Ngày thường không ai để ý nhưng bản thân chúng ta, cũng luôn chịu hấp dẫn của chính mình. Vì mỗi phần trong cơ thể đều hấp dẫn lẫn nhau và tổng tất cả chúng tạo thành một lực hấp dẫn hướng vào một khối tâm trong cơ thể chúng ta (trọng tâm của vật thể).
Cái bàn, cái ghế, Trái đất, đều luôn tự hấp dẫn chính nó bằng một lực gọi là lực hấp dẫn hướng tâm. Nhưng chúng không phát sáng là vì khối lượng của những vật thể đó không đủ khả năng để làm điều đó.
Còn các thiên thể có khối lượng lớn như các ngôi sao thì lực hấp dẫn lớn làm cho áp suất ở tâm thiên thể tăng lên rất cao, áp suất này cung cấp gia tốc rất lớn cho các nguyên tử khí (chủ yếu là hydro).
Chúng va đập mạnh với nhau ở vận tốc cao, phá vỡ lớp vỏ điện tử, tách các electron khỏi hạt nhân nguyên tử. Ở lõi của ngôi sao không còn là chất khí thông thường mà là một trạng thái gồm các hạt nhân và electron chuyển động hỗn độn. Trạng thái này gọi là plasma.
Những ngôi sao chúng ta nhìn thấy đến từ đâu?
Khi nhìn lên bầu trời đêm chúng ta có thể tự hỏi: Có phải tất cả các ngôi sao mà chúng ta nhìn thấy đều nằm trong Dải Ngân Hà hay chúng là các ngôi sao đến từ các thiên hà khác nữa?
Câu trả lời của NASA cho chúng ta biết rằng, tất cả các ngôi sao mà chúng ta có thể nhìn thấy trên bầu trời đêm đều thuộc về Dải Ngân hà của chúng ta.
Theo BBC, phần lớn các ngôi sao riêng lẻ có thể nhìn thấy đều nằm trong một ‘bong bóng’ không gian xung quanh Mặt trời có đường kính khoảng 10.000 năm ánh sáng.
Hàng tỷ ngôi sao nằm bên ngoài khu vực này quá xa để có thể nhìn thấy riêng lẻ và ánh sáng sao của chúng dường như hợp nhất thành dải sương mù được gọi là các thiên hà.
Dải Ngân Hà
-
- Hình ảnh dải Ngân hà nhìn từ mặt đất, nó có thể được nhìn thấy vào ban đêm ở những khu vực có bầu trời tối. Trong ảnh này, nó được nhìn thấy với một số ăng-ten Atacama Large Millimeter/submillimeter Arra (ALMA). (Nhà cung cấp hình ảnh: ESO/B. Tafreshi
Mặt trời của chúng ta (một ngôi sao) và tất cả các hành tinh xung quanh nó là một phần của Dải Ngân hà, một trong vô số các thiên hà trong vũ trụ bao la này. Thiên hà là một nhóm lớn các ngôi sao, khí và bụi liên kết với nhau bằng một lực nào đó. Chúng có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau.
Rất khó để đếm số lượng sao trong Dải Ngân hà từ vị trí của chúng ta, ở bên trong chính bản thân nó. Ước tính tốt nhất của NASA cho chúng ta biết rằng Dải Ngân hà được tạo thành từ khoảng 100 tỷ ngôi sao.
Những ngôi sao này tạo thành một đĩa lớn có đường kính khoảng 100.000 năm ánh sáng. Hệ Mặt trời của chúng ta cách trung tâm thiên hà khoảng 25.000 năm ánh sáng - chúng ta sống ở vùng ngoại ô của thiên hà. Giống như Trái đất quay quanh Mặt trời, Mặt trời quay quanh tâm Dải Ngân hà. Phải mất 250 triệu năm để Mặt trời và hệ mặt trời của chúng ta đi hết một vòng quanh tâm Dải Ngân hà.
Chúng ta chỉ có thể chụp ảnh Dải Ngân hà từ bên trong thiên hà, điều đó có nghĩa là chúng ta không có hình ảnh của toàn bộ Dải Ngân hà. Vậy tại sao chúng ta nghĩ đó là một thiên hà xoắn ốc? Có một số manh mối.
Tại sao Dải Ngân Hà là thiên hà xoắn ốc?
Manh mối đầu tiên về hình dạng của Dải Ngân hà đến từ dải sao sáng trải dài trên bầu trời (và là lý do Dải Ngân hà có tên như vậy). Dải sao này có thể được nhìn thấy bằng mắt thường ở những nơi có bầu trời đêm tối. Dải đó xuất phát từ việc nhìn thấy đĩa sao tạo thành Dải Ngân hà từ bên trong đĩa và cho chúng ta biết rằng thiên hà của chúng ta về cơ bản là phẳng.
Một số kính thiên văn khác nhau, cả trên mặt đất và trong không gian, đã chụp ảnh đĩa Ngân hà bằng cách chụp một loạt ảnh theo các hướng khác nhau – hơi giống như cách chụp ảnh toàn cảnh bằng máy ảnh hoặc điện thoại. Sự tập trung của các ngôi sao trong một dải làm tăng thêm bằng chứng cho thấy Dải Ngân hà là một thiên hà xoắn ốc.
Nếu chúng ta sống trong một thiên hà hình elip, chúng ta sẽ thấy các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta trải rộng khắp bầu trời chứ không phải thành một dải đơn lẻ.
-
- Hình ảnh toàn bộ bầu trời cho thấy mặt phẳng của thiên hà Milky Way được chụp bằng thiết bị DIRBE trên COBE. (Nhà cung cấp hình ảnh: E. L. Wright/UCLA, Dự án COBE, DIRBE, NASA)
Một manh mối khác xuất hiện khi các nhà thiên văn lập bản đồ các ngôi sao trẻ, sáng và các đám mây hydro bị ion hóa trong đĩa Dải Ngân hà. Những đám mây này, được gọi là vùng HII, bị ion hóa bởi các ngôi sao trẻ, nóng và về cơ bản là các proton và electron tự do.
Cả hai đều là điểm đánh dấu quan trọng của các nhánh xoắn ốc trong các thiên hà xoắn ốc khác mà chúng ta thấy, vì vậy việc lập bản đồ chúng trong thiên hà của chúng ta có thể mang lại manh mối về bản chất xoắn ốc của Dải Ngân hà. Chúng đủ sáng để chúng ta có thể nhìn thấy chúng xuyên qua đĩa thiên hà của chúng ta, ngoại trừ khu vực ở trung tâm thiên hà của chúng ta bị cản trở.
Đã có một số tranh luận trong nhiều năm về việc liệu Dải Ngân hà có hai hay bốn nhánh xoắn ốc. Dữ liệu mới nhất cho thấy nó có bốn nhánh (cánh tay), như trong hình minh họa bên dưới.
-
- Vì chúng ta không thể ra ngoài Dải Ngân hà nên chúng ta phải dựa vào các điểm đánh dấu của các nhánh xoắn ốc như những ngôi sao trẻ, nặng và các đám mây bị ion hóa. Hình minh hoạ này về cấu trúc xoắn ốc của Dải Ngân hà dựa trên khoảng cách đo được của các ngôi sao trẻ, nóng (thể hiện bằng màu đỏ) và các đám mây khí hydro bị ion hóa (thể hiện bằng màu xanh lam). (Nhà cung cấp hình ảnh: Urquhart JS, và cộng sự; Robert Hurt, Trung tâm Khoa học Spitzer; Robert Benjamin)
Những manh mối bổ sung về tính chất xoắn ốc của Dải Ngân hà đến từ nhiều đặc tính khác nhau. Các nhà thiên văn học đo lượng bụi trong Dải Ngân hà và màu sắc chủ đạo của ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy, và chúng khớp với những gì chúng ta tìm thấy trong các thiên hà xoắn ốc điển hình khác.
Tất cả những điều này cộng lại cho chúng ta một bức tranh về Dải Ngân hà, mặc dù chúng ta không thể ra ngoài để nhìn toàn bộ.
Các thiên hà khác trong vũ trụ
-
- Thiên hà láng giềng lớn gần nhất của chúng ta là thiên hà Andromeda. (Nhà cung cấp hình ảnh: Bill Schoening, Vanessa Harvey/chương trình REU/NOAO/AURA/NSF)
Có hàng tỷ thiên hà khác trong vũ trụ. Chỉ có ba thiên hà bên ngoài Dải Ngân hà của chúng ta có thể được nhìn thấy mà không cần kính viễn vọng và xuất hiện dưới dạng những mảng mờ trên bầu trời bằng mắt thường.
Các thiên hà gần nhất mà chúng ta có thể nhìn thấy mà không cần kính viễn vọng là Đám mây Magellan Lớn và Nhỏ. Những thiên hà vệ tinh của Dải Ngân hà có thể được nhìn thấy từ bán cầu nam. Thậm chí chúng còn cách chúng ta khoảng 160.000 năm ánh sáng.
Thiên hà Andromeda là một thiên hà lớn hơn có thể nhìn thấy từ bán cầu bắc (với thị lực tốt và bầu trời rất tối). Nó cách chúng ta khoảng 2,5 triệu năm ánh sáng, nhưng nó đang ngày càng gần hơn và các nhà nghiên cứu dự đoán rằng trong khoảng 4 tỷ năm nữa nó sẽ va chạm với Dải Ngân hà…, tức là ánh sáng từ một trong những thiên hà "lân cận" của chúng ta cũng sẽ phải mất 2,5 triệu năm mới đến được chúng ta.
Các thiên hà khác thậm chí còn ở xa chúng ta hơn và chỉ có thể nhìn thấy qua kính thiên văn.
