Khám phá bí ẩn không gian: Những vấn đề xoay quanh tinh vân!

Tinh vân là những cụm khí lớn nằm giữa các ngôi sao, đóng vai trò quan trọng trong vòng đời của chúng.

Thuật ngữ 'tinh vân' có nguồn gốc từ tiếng Latinh, có nghĩa là 'đám mây', tuy nhiên trong ngữ cảnh thiên văn, nó thường dùng để mô tả các thiên thể giống như đám mây khi nhìn qua kính viễn vọng.

Trong quá khứ, thuật ngữ 'tinh vân' được sử dụng để chỉ các thiên hà như Andromeda - hàng xóm của Dải Ngân Hà, nhưng với sự phát triển của kính thiên văn, chúng ta biết rằng các thiên hà không phải là đám mây mà thực sự là các hệ thống sao lớn.

Tính đến nay, thuật ngữ 'tinh vân' được dùng để chỉ các cụm khí và bụi trong không gian nằm bên trong các thiên hà.

Tinh vân nằm ở đâu?

Tinh vân thường xuất hiện trong không gian giữa các ngôi sao, được gọi là không gian giữa các vì sao. Trong không gian này, mật độ khí chỉ khoảng một nguyên tử trên mỗi cm³ trung bình. Tuy nhiên, có những khu vực mật độ khí cao hơn nhiều, đủ để có thể quan sát được bằng kính viễn vọng và là điểm trọng điểm trong nghiên cứu thiên văn. Hầu hết hình ảnh về tinh vân mà chúng ta biết đến được chụp bởi kính viễn vọng Hubble, như 'Pillars of Creation'.

Theo các dữ liệu thu thập từ không gian, chúng ta biết rằng có nhiều loại tinh vân khác nhau, tùy thuộc vào cách chúng hình thành và thành phần của chúng. Đa số các tinh vân chủ yếu được hình thành từ khí, có khả năng tỏa sáng bằng ánh sáng tự nhiên của chúng, tạo ra các hình ảnh đầy màu sắc mà chúng ta đã quen thuộc.

Tuy nhiên, có những tinh vân khác, như tinh vân tối, chúng chủ yếu được tạo thành từ bụi và không phát sáng, mà thay vào đó chúng hấp thụ ánh sáng từ các nguồn phát sáng ở xa.

Mối Quan Hệ giữa Tinh Vân và Các Ngôi Sao

Tinh vân đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành và tiêu diệt của các ngôi sao. Các ngôi sao được hình thành trong các mảng khí dày đặc, bụi và vật liệu khác bên trong tinh vân phát sáng khuếch tán, và những tinh vân như vậy thường được gọi là 'Vườn Ươm Sao'.

Cột Trụ của Sự Tạo được chụp bởi Hubble cũng thuộc loại này, cùng với tinh vân Orion nổi tiếng khác - bạn có thể nhìn thấy nó bằng mắt thường thông qua kính thiên văn dân dụng nếu bạn biết cách.

Lực chính đóng vai trò ở đây là lực hấp dẫn, khiến môi trường liên sao liên tục ngưng tụ thành tinh vân, và lực hấp dẫn cũng làm cho các khối vật liệu bên trong tinh vân sụp đổ và hình thành các ngôi sao.

Ở cuối giai đoạn cuộc sống của một ngôi sao, chúng ta thường gặp phải một loại tinh vân phát xạ khác. Các ngôi sao như Mặt Trời khi tiến vào giai đoạn cuối của cuộc sống của chúng thường chuyển biến thành các ngôi sao lùn trắng. Trước khi trở thành các ngôi sao lùn trắng, chúng sẽ phát ra các đám mây khí khổng lồ và tạo thành những gì được gọi là 'tinh vân hành tinh'.

Không giống như tinh vân phát xạ khuếch tán, những tinh vân này thường có hình dạng rõ ràng hơn, thường là hình tròn. Do đó, William Herschel, một nhà thiên văn học người Anh gốc Đức, đã hiểu lầm rằng chúng là các hành tinh khi ông quan sát chúng lần đầu tiên vào những năm 1780.

Tuy nhiên, không phải tất cả các ngôi sao kết thúc cuộc sống của mình một cách trơn tru như vậy. Khi một ngôi sao có khối lượng lớn hơn nhiều so với Mặt Trời, ở cuối giai đoạn cuộc sống của nó, nó sẽ phát nổ như một siêu tân tinh, và các mảnh vụn từ vụ nổ sẽ tạo thành một loại tinh vân khác được gọi là tàn dư siêu tân tinh. Trong số các loại này, Tinh vân Con cua Crab Nebula là nổi tiếng nhất, được các nhà thiên văn Trung Hoa và Ả Rập ghi nhận từ năm 1054.

Để ghi lại các hình ảnh sống động của tinh vân, các kính thiên văn như Kính viễn vọng Không gian Hubble và Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đã sử dụng ánh sáng hồng ngoại được phát ra từ tinh vân để chụp hình.

Ánh sáng được quan sát từ các ngôi sao hình thành trong và xung quanh tinh vân có thể bị chặn lại bởi các đám mây khí và bụi vũ trụ dày đặc tạo thành tinh vân. Do đó, các nhà khoa học đã phải sử dụng các bước sóng ánh sáng khác được phát ra từ tinh vân, như ánh sáng hồng ngoại.

Sử dụng Máy ảnh hồng ngoại gần (NIRCam) và Dụng cụ hồng ngoại tầm trung (MIRI), JWST đã chụp được một trong những hình ảnh chi tiết nhất của tinh vân. Trong hai hình ảnh này, JWST đã chụp được các lớp khí và bụi bên trong Tinh vân Vòng phía Nam. Mỗi lớp đã được tạo ra bởi sự trục xuất vật chất vũ trụ từ ngôi sao đang chết ở trung tâm.

Tham khảo: Không gian