|
|
 |
|
Kính viễn vọng không gian Hubble đã chụp được hình ảnh của một thiên hà có thể là trẻ nhất. Thiên hà trẻ này có lẽ chỉ mới bắt đầu hoạt động để tạo ra các ngôi sao 13 tỉ năm sau Big Bang. Trong khi các thiên hà khác đã trải qua thời kỳ bùng nổ để tạo ra các ngôi sao ngay sau Big Bang, I Zwicky 18, tên của thiên hà trẻ này đã nằm im qua nhiều cuộc bùng nổ đột ngột đó. Trong thiên hà I Zwicky 18 này, tuổi của ngôi sao già dặn nhất chỉ có 500 triệu năm và ngôi sao sinh ra trễ nhất chỉ mới có 4 triệu năm mà thôi, tuy thiên hà này có thể thuộc vào loại thiên hà đã hiện diện trong thời khai sinh của vũ trụ. Do đó có thể xem nó là loại thiên hà tí hon bất bình thường và rất nhỏ so với Giải Ngân Hà của chúng ta. Bên phải là một thiên hà đồng hành với I Zwicky 18, và có thể do tác dụng hỗ tương giữa hai thiên hà mà I Zwicky 18 đã khởi động sự tạo thành "một cách trễ nãi" các ngôi sao trong thiên hà này. (Hình của NASA, ESA, T. Thuan, University of Virginia) và Y. Izotov, Main Astronomical Observatory, Kiev, UA) |
Sự sống đã xuất hiện trên trái đất khi những ngôi sao đầu tiên mới bắt đầu chiếu sáng trong thiên hà I Zwicky 18, cách đây 500 triệu năm. Kính viễn vọng không gian Hubble đã quan sát điều này và các nhà thiên văn nghĩ đó là thiên hà trẻ nhất của vũ trụ của chúng ta. Các ngôi sao trong thiên hà I Zwicky 18 chỉ bắt đầu hình thành 13 tỉ năm sau khi vũ trụ được tạo thành. Trong khi đó, các ngôi sao của thiên hà chúng ta, Giải Ngân Hà, đã được tạo thành cách đây 12 tỉ năm, như hầu hết các ngôi sao trong những thiên hà đã được biết khác. Nhà khảo cứu Trịnh Xuân Thuận, giáo sư trường đại học Virginia và các đồng nghiệp của ông, dựa trên những hiện tượng chung về vũ trụ hiện tại, đã ấn định được ngày sinh của các ngôi sao trong thiên hà.I Zwicky 18. Ngoài ra, toán khảo cứu cũng ước tính là I Zwicky 18 chỉ cách trái đất chúng ta khoảng 45 đến 50 triệu năm ánh sáng (quang niên). Trong lúc đó các nhà thiên văn trước đây vẫn nghĩ rằng các thiên hà trẻ như thế sẽ ở rất xa, ở tận cùng giới hạn có thể quan sát được của vũ trụ, mà đường kính tính được có thể lên đến 14 tỉ quang niên.
Các nhà khoa học xác nhận rằng các ngôi sao trong thiên hà I Zwicky 18 không già hơn 500 triệu năm. Thiên hà này, có thể xem như là ở rất gần, lân cận với trái đất, còn giữ lại dưới dạng một đám mây gồm các khí hydrogen và helium trong suốt hầu hết khoảng thời gian của vũ trụ để chỉ bắt đầu tạo ra các ngôi sao khoảng 13 tỉ năm sau Big Bang. Trước đây, các nhà thiên văn tuy hoài nghi I Zwicky 18 là một thiên hà rất trẻ, họ chưa có kính viễn vọng đủ nhạy để kiểm soát xem có những ngôi sao già hơn hiện diện trong thiên hà. Nếu có những ngôi sao già hơn, thiên hà này cũng già như các thiên hà khác mà người ta đã biết trong vũ trụ.
Trong bài báo ngày 1 tháng 12 của tờ Astro Journal, những nhà khoa học đã báo cáo là với kính viễn vọng không gian Hubble, họ đã thấy là trong thiên hà này chỉ có các vì sao còn rất trẻ. Ðiều này mở ra một cách nhìn mới, giúp cho sự hiểu biết về việc hình thành các thiên hà, và từ đó, giúp cho người ta có một khái niệm về Giải Ngân Hà trong thời kỳ sơ sinh của nó, cách đây khoảng 13 tỉ năm.
Quan điểm hiện tại được các nhà thiên văn chấp nhận về sự tăng trưởng của các thiên hà to lớn như Giải Ngân Hà là chúng lớn dần lên theo tuổi vũ trụ bằng cách hoà hợp, tiếp nhận hay sáp nhập các thiên hà nhỏ hơn, như giòng sông cái tiếp nhận và thu hút các nhánh sông phụ. I Zwicky 18 là thuộc mẫu đầu tiên được khám phá trong số các thiên hà nhỏ bé tí hon đó. Gần đây, nhờ các nhà thiên văn đã thiết lập một máy thu hình để quan sát có độ nhạy cảm thật cao (ACS - Advanced Camera for Surveys) đặt trong kính viễn vọng không gian Hubble hồi tháng 2 năm 2003, người ta mới có những hình ảnh rõ ràng và chính xác về thiên hà I Zwicky 18. Hubble đã dùng dụng cụ ACS đó để chụp những hình ảnh của I Zwicky 18 trong khi bay trọn 25 vòng quỹ đạo của mình. Nhờ các hình ảnh đó mà hai giáo sư Trịnh Xuân Thuận và Yuri Izotov đã chứng minh được rằng thiên hà I Zwicky 18 quả là một thiên hà thật sự còn trẻ.
Cho đến gần đây, người ta vẫn nghĩ rằng các thiên hà trẻ là những thiên hà trong đó các vì sao đã tự tạo thành khoảng một tỉ năm sau Big Bang, nghĩa là một số các ngôi sao trong một thiên hà trẻ cũng có số tuổi ở vào khoảng 12 tỉ năm.. Thêm nữa, các thiên hà trẻ, để các ngôi sao của chúng được tạo thành trễ hơn các thiên hà khác, phải ở trong những vùng trống vắng của vũ trụ, nghĩa là ở tận ngoài cùng giới hạn có thể quan sát được của vũ trụ. I Zwicky 18 vẫn còn dưới dạng một tinh vân (nebulae hay nébuleuse) chứa đầy hai khí nguyên sơ là khinh khí và helium trong khi các nguyên tố nặng như carbon, azote (ni trơ, hay nitrogene) cùng dưỡng khí, hay kim loại rất hiếm, chỉ khoảng 2% số lượng chứa trong mặt trời của Thái dương hệ chúng ta. Theo Giáo sư Thuận, các nguyên tố nặng chỉ được tạo ra trong một thiên hà sau khi các ngôi sao được tạo thành. So với I Zwicky 18, giải Ngân Hà chứa từ 100 đến hơn 200 lần nhiều hơn các nguyên tố nặng này. Do đó I Zwicky 18 quả là một thiên hà trẻ.
Các nhà thiên văn khác như Goran Ostlin thuộc Ðài thiên văn Stockholm và Mustapha Mouhcine thuộc viện Ðại học Nottingham đã dùng máy thu hình tia cận hồng ngoại (Near Infra-Red Camera) của Hubble và quang phổ kế đa vật dạng (Multi-Object Spectrometer) để tìm các vì sao đỏ lạnh, tức là những vì sao già hơn các ngôi sao mà máy thu hình ACS (đã nói ở trên) đã tìm ra. Kết quả sẽ được báo cáo trong báo Astronomy & Astrophysics. Qua hình ảnh ACS đã thu được, người ta đã có thể phân tích vài ngàn ngôi sao trong số khoảng 20 ngàn ngôi sao trong thiên hà I Zwicky 18. Tuổi của tất cả các ngôi sao đã được phân tích đều không quá 500 triệu năm.
Giáo sư Thuận và đồng nghiệp, giáo sư Huchra nghi là thiên hà I Zwicky 18, mà bề ngang chỉ bằng một phần trăm bề ngang của giải Ngân Hà, có thể đã là một khối tinh vân nhỏ bé lúc ban đầu và đã ở trong một vùng trống rỗng của không gian, do đó thiên hà này đã không có thức ăn của thiên hà (galactic food). Chính điều này đã kéo dài thời gian thai nghén của thiên hà. Giáo sư Thuận nói tiếp "Từ đó nó đã lớn lên rất chậm chạp, và chỉ sau 14 tỉ năm, nó mới có đủ mật độ để tạo thành những ngôi sao." Nhưng tại sao I Zwicky 18 lại thức tỉnh và nảy nở sau 14 tỉ năm gần như là mê ngủ hay bị còi cọc ? Ðiều này chưa có một lời giải đáp thỏa đáng, nhưng giáo sư Thuận và giáo sư Izotov cho là có một thiên hà đồng hành, (như đã thấy trong hình ở phần dẫn nhập) ở trong vùng lân cận của I Zwicky 18. Thiên hà đồng hành đã tác động lên I Zwicky 18 và qua tác dụng hỗ tương giữa hai thiên hà, đã làm bộc phát khả năng tạo thành sao trong I Zwicky 18.
Người ta vẫn nghĩ là cần phải quay lùi lại trong trục thời gian để trở về giai đoạn sơ khởi của vũ trụ để có thể tìm hiểu trực tiếp việc cấu thành các thiên hà. Thực hiện được điều này vẫn còn là một thực tế nằm rất xa xăm ở ngoài tầm với của các dụng cụ khoa học hiện tại. Thay vì quay về dĩ vãng, hai giáo sư Trịnh xuân Thuận và Yuri Izotov đã có ý nghĩ là nghiên cứu thêm thiên hà trẻ mới được khám phá trong vùng lân cận của trái đất chúng ta. I Zwicky 18 có thể sẽ là thiên hà mẫu trong thời kỳ mới khai sinh, để giúp các nhà thiên văn thực hiện việc nghiên cứu sự hình thành trong thời kỳ ban sơ của các thiên hà nói riêng, và sự tạo lập nên vũ trụ.
°0°
Trong việc giải thích các khám phá mới, các nhà khoa học vẫn bị chi phối giữa hai thuyết : một là "tạo lập," (création) nghĩa là mọi sự vật trên thế gian này đều do một năng lực thần thánh siêu nhân (như ông Trời, Thượng đế, hoặc Thiên Chúa) tạo lập ra; và một là "tiến hóa," (évolution) nghĩa là mọi sự vật sinh ra, thay đổi, hay biến đi mất theo một tiến trình tự nhiên. Có thể nào nghĩ rằng cả hai thuyết đều đúng ? Theo Kinh Thánh, chủ trì thuyết tạo lập, Thiên Chúa dựng nên trời đất muôn vật trong sáu ngày, rồi nghỉ vào ngày thứ bảy. Ðiều mà Kinh Thánh không thể nào nói rõ là hiện nay chúng ta, và toàn thể vũ trụ đang ở vào ngày thứ bảy, hay là chỉ mới ở vào chiều ngày thứ sáu, nghĩa là sự tạo lập vẫn còn đang tiếp diễn, còn "tiến hóa" và chưa đến thời kỳ ngừng nghỉ ?
Phụ chú:
1. Trong thiên văn, có hai đơn vị chính dùng để đo khoảng cách.
Quang niên (Light year hay année lumière): Khoảng cách mà ánh sáng đi được trong một năm. Vận tốc ánh sáng không thay đổi là khoảng 300 000 cây số một giây đồng hồ. Do đó một quang niên có chiều dài 9 500 000 000 000 cây số. Ðơn vị này được dùng để đo khoảng cách giữa những vì sao, kích thước các thiên hà ...
Ngoài ra, các nhà thiên văn còn dùng đơn vị parsec. Một parsec dài bằng 3,3 quang niên,
Ðơn vị thiên văn AU (AU = Astronomical Unit, hoac UA = unité astronomique) là khỏang cách trung bình từ trái đất đến mặt trời và dài khoảng 150 triệu cây số.
Ðể có một ý niệm về khoảng cách:
Giải Ngân Hà có bề ngang là 150 ngàn (150 000) quang niên.
Thiên hà Andromeda (Andromède) cách trái đất 2 triệu 3 trăm ngàn quang niên.
2. Trong giải Ngân Hà, người đã ước tính được là mỗi năm có khoảng bốn hay năm ngôi sao được hình thành. Thường thì việc hình thành xảy ra trong những vùng không gian có vừa đủ khinh khí, nguyên tố tạo thành những đám mây vũ trụ nằm giữa những vì sao (nuages interstellaires). Các lực ly tâm (forces centrifuges), cũng như các lực hướng tâm (forces centripèdes) lúc đầu tạo ra một thế quân bình trong các thành phần của đám mây. Nếu một thành phần của đám mây bị mất cân bằng vì một lý do nào, thành phần này sẽ biến thể, tự rút lại như bị sụp đổ, và vỡ ra. Ðến nay người ta vẫn chưa biết chi tiết của tiến trình tạo thành ngôi sao, nhưng ở một giai đoạn nào đó, các nguyên tố khí cô đọng lại, và thành phần mất cân bằng của đám mây sẽ có được một cái lõi, càng ngày càng nặng và càng nóng. Lúc đó thành phần này đã manh nha thành ngôi sao và được gọi là proto-étoile. Lần lần tình trạng quân bình được lập lại, và năng lượng của ngôi sao lúc đó là do hấp lực tạo ra. Ngôi sao có thể chiếu sáng một cách mãnh liệt. Các nhà thiên văn gọi thời kỳ này là giai đoạn T-Tauri. Khi nhiệt độ trong lõi của ngôi sao lên đến 10 triệu độ, các hạch nhân hydrogen dính liền lại, và năng lượng của ngôi sao do những phản ứng nhiệt hạch (fusion thermonucléaire) tạo thành.
Bài đọc thêm:
© http://vietsciences.free.fr Võ Thị Diệu Hằng&Thuần Ngọc