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
—

Một đám mây bụi đục hình hộp nằm ở trung tâm thiên hà của chúng ta từ lâu đã khiến các nhà khoa học bối rối và những quan sát tiết lộ những chi tiết mới về sự hình thành của nó đang làm sâu sắc thêm bí ẩn – và có lẽ làm đảo lộn những gì đã biết về cách các ngôi sao hình thành.

Đám mây, có biệt danh là “viên gạch” vì khả năng xuyên thấu quang học và hình dạng hình chữ nhật của nó, đã tồn tại trước đây. ước lượng Mang khối lượng gấp 100.000 lần mặt trời. Một đốm màu dày đặc như vậy sẽ tạo ra những ngôi sao mới khổng lồ, dựa trên hiểu biết hiện tại của các nhà nghiên cứu về sự hình thành sao.

Nhưng nó không phải như vậy.

Gạch phần lớn là trơ. Những quan sát mới nhất được thực hiện bằng Kính viễn vọng Không gian James Webb không tiết lộ bất kỳ ngôi sao trẻ nào đang ẩn giấu.

Thay vào đó, dữ liệu mới của Webb tiết lộ rằng gạch không chỉ được làm từ khí đốt. Chúng cũng chứa đầy carbon monoxide đông lạnh – nhiều hơn dự đoán trước đây – theo A Stady Được xuất bản vào thứ Hai năm Tạp chí vật lý thiên văn. Có nhiều băng hình thành sâu hơn bên trong các viên gạch.

Những phát hiện này có thể có ý nghĩa sâu sắc đối với cách các nhà khoa học phân tích khu vực này trong tương lai. Việc có thêm đá carbon monoxide bên trong những viên gạch có thể thay đổi đáng kể cách các nhà nghiên cứu nghiên cứu và đo lường những đám mây đen ở trung tâm Dải Ngân hà.

Nhà thiên văn học Adam Ginsburg của Đại học Florida, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Bây giờ chúng tôi đang tiến gần hơn đến việc hiểu chính xác những gì đang diễn ra trong các viên gạch và vị trí của cụm sao này”. “Nhưng chúng tôi đã mở ra nhiều câu hỏi hơn là kết thúc với điều này.”

Trong số những câu hỏi đó: Tại sao và ở đâu carbon monoxide đóng băng và biến thành băng?

Những bí ẩn lờ mờ khác trong khu vực này cũng vẫn chưa có lời giải đáp: Tại sao chúng ta không thấy bất kỳ ngôi sao mới nào hình thành? Gạch không dày đặc như các nhà khoa học từng nghĩ? Những đặc điểm giống như đường gờ và sợi chỉ kỳ lạ xuất hiện bên trong các viên gạch là gì?

Ginsburg nói: “Chúng tôi còn nhiều điều phải điều tra trước khi thực sự có thể chắc chắn điều gì đang xảy ra. “Tôi có thể nói rằng chúng ta đang ở giai đoạn hình thành giả thuyết chứ không phải giai đoạn rút ra kết luận.”

Ginsburg và các nhà nghiên cứu đồng nghiệp của ông, bao gồm các sinh viên tốt nghiệp tại Đại học Florida, lần đầu tiên thu được dữ liệu mới của Webb vào tháng 9 năm 2022.

Đó là một thời điểm quyết định. Là kính viễn vọng không gian mạnh nhất từng được chế tạo, Webb có thể cung cấp những hiểu biết chưa từng thấy về những viên gạch. Nhưng ngay từ đầu, Ginsberg và nhóm của ông đã nhận thấy rằng dữ liệu cần phải chỉnh sửa rất nhiều. Kính viễn vọng Webb tự định hướng bằng bản đồ, xác định hướng nào cần chỉ bằng cách chỉ ra vị trí của nó so với các ngôi sao đã biết.

Vấn đề là “có quá nhiều ngôi sao ở trung tâm thiên hà khiến nó trở nên lộn xộn”, Ginsberg nói. Do đó, các nhà nghiên cứu đã phải mất hàng tháng trời để làm sạch dữ liệu và định hướng dữ liệu sao cho phù hợp với bản đồ bầu trời hiện có.

Sau đó, khi nhìn vào những viên gạch, họ phát hiện ra rằng hình ảnh từ Webb hiển thị sai màu.

“Tất cả các ngôi sao đều có màu hơi xanh,” Ginsburg Điều này khiến các nhà nghiên cứu tự hỏi liệu có điều gì sai sót trong dữ liệu hay không.

Nhưng ông cho biết hóa ra vấn đề nằm ở những giả định của họ. Theo nghiên cứu, các nhà khoa học không ngờ có nhiều băng carbon monoxide đến vậy và đó là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi màu sắc.

Tiến sĩ Natalie Butterfield, phó nhà khoa học tại Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết biết về sự tồn tại của băng có thể gây ra tác động lan rộng đối với tất cả các loại nghiên cứu ở trung tâm Dải Ngân hà.

Butterfield cho biết nghiên cứu của riêng cô – bao gồm nghiên cứu các siêu tân tinh và bức xạ giữa các hệ sao – có thể thay đổi mãi mãi khi hiểu được sự hiện diện của băng carbon monoxide. Nó có thể thay đổi cách các nhà khoa học ước tính khối lượng của tất cả các đám mây ở trung tâm thiên hà.

Có một số điều khó hiểu về lượng băng carbon monoxide này. Ví dụ: khu vực này khá ấm áp – khoảng 60 Kelvin (âm 351,67 độ F) – trong khi carbon monoxide thường đóng băng ở 20 Kelvin.

Bụi bên trong gạch có thể lạnh hơn nhiều so với khí, khiến khí carbon monoxide xung quanh các hạt bụi chuyển sang trạng thái rắn. Hoặc, Ginsburg cho biết, nước có thể đóng băng, giữ khí carbon monoxide bên trong.

Câu trả lời rất quan trọng.

Tất cả băng ở một khu vực như Breck có thể mang lại cho các nhà khoa học cái nhìn sâu sắc mới về hệ mặt trời và thậm chí cả hành tinh quê hương của chúng ta.

Ví dụ, băng và nước trên Trái đất có thể đến đây thông qua sao chổi. Vì vậy, băng được tìm thấy ở đâu trong vũ trụ và cách nó hình thành có thể giúp các nhà nghiên cứu hiểu được những sao chổi này đến từ đâu và làm thế nào để thu thập vật chất mà chúng gửi vào.

Sau đó, có một bí ẩn lớn là tại sao có quá ít sự hình thành sao bên trong những viên gạch.

Các nhà khoa học đã biết rằng các ngôi sao mới được tạo thành từ các đám mây bụi và phân tử hydro. Nhưng các nhà khoa học không thể quan sát trực tiếp các phân tử hydro_{Những viên gạch bên trong – hoặc bất kỳ nơi nào khác trong vũ trụ – vì chúng không thể nhìn thấy được bằng kính thiên văn.}

Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng biết rằng trong mỗi phân tử hydro chắc chắn sẽ có một lượng carbon monoxide nhất định. Carbon monoxide có thể nhìn thấy được nên các nhà khoa học có thể đo nó như một phương pháp thay thế để xác định có bao nhiêu phân tử hydro hiện diện trong một khu vực nhất định.

Các nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp này để đo phân tử hydro_{Trong 50 năm, Ginsburg nói.}

Nhưng họ luôn cho rằng carbon monoxide là một chất khí chứ không phải đá rắn như dữ liệu của Webb tiết lộ. Ginsburg cho biết phát hiện này mở ra một loại sâu hoàn toàn mới.

Ginsburg lưu ý rằng điều quan trọng là các nhà nghiên cứu phải hiểu được trạng thái tồn tại của carbon monoxide – ở dạng khí hoặc rắn – để đi đến câu trả lời đúng.

Mỗi thông tin mới về viên gạch và thành phần của nó giải thích rõ hơn lý do tại sao đám mây mờ này không tạo ra sao, mặc dù – theo hầu hết các tài liệu – nó phải là một trong những vườn ươm sao hoạt động tích cực nhất trong thiên hà.

Ginsburg nói: “Đó thực sự là một nơi tự nhiên dành cho những ngôi sao mới. “Nhưng chúng tôi không tìm thấy nhiều, chỉ một số ít thôi.”

Có một số câu trả lời tiềm năng mà Ginsburg và các nhà nghiên cứu khác muốn khám phá: Có lẽ gạch phổ biến hơn – kém nhỏ gọn hơn – so với các nhà khoa học nghĩ trước đây. Hoặc có lẽ nó còn rất trẻ và những ngày hình thành sao đang ở phía trước.

Đây là những câu hỏi mà Webb có thể tiếp tục giúp các nhà nghiên cứu trả lời, Ginsberg và Butterfield cho biết.

“Nó chỉ là một chiếc kính thiên văn ấn tượng,” Butterfield nói. “Tôi tin rằng đây chỉ là kết quả đầu tiên trong số nhiều kết quả độc đáo sẽ thu được từ Kính viễn vọng Không gian James Webb của Trung tâm Thiên hà.”