Đăng ký nhận bản tin khoa học Lý thuyết kỳ diệu của CNN. Khám phá vũ trụ với tin tức về những khám phá hấp dẫn, tiến bộ khoa học và hơn thế nữa.

CNN
—

Kính viễn vọng Không gian James Webb đã chụp được những hình ảnh rực rỡ của 19 thiên hà thiên hà xoắn ốc — và hàng triệu ngôi sao mà chúng gọi là nhà — với độ chi tiết chưa từng có mà các nhà thiên văn học chưa từng thấy trước đây.

Khả năng độc đáo của Webb là quan sát vũ trụ ở các bước sóng hồng ngoại khác nhau, chẳng hạn như hồng ngoại gần và hồng ngoại trung, làm lộ ra các ngôi sao, khí và bụi trong cấu trúc phức tạp của mỗi thiên hà.

Các nhà thiên văn học nghĩ vậy khoảng 60% Trong tất cả các thiên hà, chúng là những thiên hà xoắn ốc – và hệ mặt trời của chúng ta nằm ở một trong những nhánh xoắn ốc của Dải Ngân hà. Những quan sát của Webb có thể giúp các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về sự hình thành sao và sự tiến hóa của các thiên hà xoắn ốc như của chúng ta.

Khi nhìn trực diện, mỗi thiên hà trong các hình ảnh mới đều có các nhánh xoắn ốc chứa đầy sao. Trung tâm của mỗi thiên hà được đánh dấu bằng các cụm sao cổ hoặc Lỗ đen siêu lớn.

Các quan sát được thực hiện như một phần của PHANGS, hoặc Vật lý có độ phân giải góc cao ở các thiên hà lân cận, dự án. Hơn 100 nhà thiên văn học từ khắp nơi trên thế giới đang tham gia chương trình, chương trình này cũng xem xét dữ liệu từ Kính viễn vọng Không gian Hubble, thiết bị MUSE của Kính viễn vọng Rất lớn của Đài quan sát Không gian Châu Âu và Mảng Millimét/hạ milimét lớn Atacama ở Chile.

Dữ liệu từ các kính thiên văn khác nhau cho phép các nhà thiên văn học thực hiện các quan sát trên các bước sóng khác nhau của ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím và sóng vô tuyến. Việc bổ sung thông tin chi tiết về hồng ngoại của Webb có thể giúp giải quyết một số lỗ hổng trong giám sát.

Janice Lee, thành viên cốt lõi của PHANGS và nhà khoa học dự án về Sứ mệnh mới và Sáng kiến ​​​​Chiến lược tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian ở Baltimore, cho biết trong một tuyên bố: “Những hình ảnh mới của Webb thật phi thường”. “Thật đáng kinh ngạc ngay cả với những nhà nghiên cứu đã nghiên cứu những thiên hà này trong nhiều thập kỷ. Các bong bóng và sợi được phân giải ở quy mô nhỏ nhất từng được quan sát và kể một câu chuyện về chu kỳ hình thành sao.”

Các nhà thiên văn học đã sử dụng một webcam cận hồng ngoại để quan sát hàng triệu ngôi sao có màu xanh lam lấp lánh, tập hợp lại thành cụm và trải rộng khắp các nhánh của 19 thiên hà. Trong khi đó, thiết bị hồng ngoại giữa của Webb làm nổi bật đám bụi phát sáng xung quanh các ngôi sao, cũng như những ngôi sao đỏ vẫn đang hình thành được bao quanh bởi khí và bụi giúp các ngôi sao phát triển.

Eric Rozolovski, thành viên cốt lõi của PHANGS và giáo sư vật lý tại Đại học Alberta ở Edmonton, cho biết: “Đây là nơi chúng ta có thể tìm thấy những ngôi sao mới nhất và nặng nhất trong các thiên hà”.

Các nhánh xoắn ốc thực tế đang phát sáng với chất khí màu đỏ cam trong hình ảnh trên web. Những hình ảnh này sẽ được sử dụng để giúp các nhà thiên văn học xác định sự phân bố của khí và bụi trong các thiên hà xoắn ốc, cũng như cách thức các thiên hà được nuôi dưỡng và quá trình hình thành sao dừng lại.

Rozolovsky nói: “Những cấu trúc này có xu hướng tuân theo cùng một mô hình ở một số phần nhất định của thiên hà. “Chúng tôi coi chúng giống như những làn sóng và khoảng cách của chúng cho chúng ta biết rất nhiều điều về cách thiên hà phân phối khí và bụi”.

Webb cũng chụp được những khoảng trống hình vỏ sò lớn, hình cầu giữa khí và bụi thiên hà, có khả năng được tạo ra bởi các vụ nổ sao.

Adam Leroy, thành viên cốt lõi của PHANGS và giáo sư thiên văn học tại Đại học bang Ohio ở Columbus, cho biết trong một tuyên bố: “Những lỗ này có thể hình thành do một hoặc nhiều ngôi sao phát nổ, tạo ra những lỗ khổng lồ trong vật chất giữa các vì sao”.

Các nhà thiên văn học tin rằng các thiên hà được hình thành từ trong ra ngoài. Sự hình thành sao bắt đầu ở trung tâm thiên hà trước khi lan truyền qua các nhánh theo hình xoắn ốc. Điều này có nghĩa là khoảng cách của một ngôi sao đến lõi thiên hà tỷ lệ thuận với tuổi của nó, do đó các ngôi sao trẻ hơn có thể ở xa lõi thiên hà hơn. Các cụm sao màu xanh lam gần trung tâm của mỗi thiên hà biểu thị những ngôi sao già hơn.

Trong khi đó, một số thiên hà có những vết lồi màu đỏ hồng gần trung tâm của chúng.

Eva Scheiner, thành viên cốt lõi của PHANGS và là nhà khoa học tại Viện Thiên văn học Max Planck ở Heidelberg, Đức, cho biết: “Đây là một dấu hiệu rõ ràng cho thấy có thể có một lỗ đen siêu lớn đang hoạt động”. “Hoặc các cụm sao hướng về trung tâm sáng đến mức chúng làm bão hòa khu vực đó của hình ảnh.”

Theo Leroy, các nhà khoa học rất hào hứng khi nghiên cứu số lượng lớn các ngôi sao được tiết lộ qua những hình ảnh mới của Webb.

“Các ngôi sao có thể sống hàng tỷ hoặc hàng nghìn tỷ năm,” Leroy nói. “Bằng cách lập danh mục chính xác tất cả các loại sao, chúng ta có thể xây dựng một cái nhìn toàn diện và đáng tin cậy hơn về vòng đời của chúng”.