Buzz
Các nhà thiên văn học vừa gây bất ngờ khi phát hiện SDSS J0715-7334, ngôi sao nguyên thủy đến mức gần như không có các nguyên tố nặng. Phát hiện này không chỉ mở ra một cánh cửa nhìn về thời điểm sơ khai của vũ trụ mà còn tiết lộ những manh mối chưa từng thấy.
Mới đây, các nhà khoa học đã công bố một khám phá gây kinh ngạc: một vật thể có thể là ngôi sao nguyên thủy nhất về mặt hóa học từng được phát hiện. SDSS J0715-7334 là một ngôi sao khổng lồ đỏ mờ nhạt, với hàm lượng nguyên tố nặng gần như bằng không.
Ngôi sao này được ví như một hóa thạch sống, tồn tại từ một thời đại khi vũ trụ chỉ mới bắt đầu hình thành những vì sao. SDSS J0715-7334 dường như được sinh ra từ một đám mây khí chỉ bị tác động bởi một vụ nổ siêu tân tinh duy nhất, mang đến cho chúng ta một cái nhìn quý giá về những chương đầu của lịch sử vũ trụ.
Để cảm nhận được sự vĩ đại của phát hiện này, chúng ta phải quay ngược lại quá khứ. Những ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ được tạo ra từ hydro và heli còn sót lại từ Vụ nổ lớn. Chúng được cho là những vật thể cực kỳ khổng lồ nhưng lại có tuổi thọ rất ngắn.
Hiện nay, không còn ngôi sao nào thuộc thế hệ đầu tiên còn tồn tại. Tuy nhiên, các hậu duệ của chúng, những ngôi sao nhỏ hơn được hình thành từ những đám mây khí chịu sự ô nhiễm nhẹ từ vụ nổ siêu tân tinh của thế hệ trước, có thể vẫn còn sống sót. Phát hiện SDSS J0715-7334 giống như việc tìm thấy một dấu vết sơn nguyên bản trên một ngôi nhà đã được sơn lại nhiều lần.
Trong nghiên cứu đa đại học mang tên "Một ngôi sao gần như nguyên thủy từ Đám mây Magellan Lớn", các nhà khoa học đã báo cáo rằng lượng sắt và carbon trong SDSS J0715-7334 thấp đến mức không thể tin nổi. Sắt và carbon là những chỉ số quan trọng để các nhà thiên văn đánh giá mức độ ảnh hưởng của các thế hệ sao trước đó.
Điều đáng ngạc nhiên hơn là nhóm nghiên cứu cho biết mức độ nguyên thủy về mặt hóa học của ngôi sao này cao gấp mười lần so với những thiên hà có dịch chuyển đỏ cực đoan mà siêu kính viễn vọng James Webb đang theo dõi.
Chính vì những đặc điểm độc đáo này, Carnegie Science, đơn vị điều hành Đài thiên văn Las Campanas (LCO) tại Chile và cũng là nơi cung cấp dữ liệu quan trọng, đã vinh danh SDSS J0715-7334 là ngôi sao nguyên thủy nhất trong vũ trụ đã biết. Ban đầu, ngôi sao này được phát hiện qua dữ liệu của Khảo sát Bầu trời Kỹ thuật số Sloan-V (SDSS-V) và sau đó được phân tích kỹ càng bằng các kính viễn vọng Magellan.
Ông Alexander Ji, đồng tác giả chính của nghiên cứu, đã chia sẻ đầy tự hào: "Những ngôi sao nguyên thủy này giống như những cánh cửa mở ra khung cảnh bình minh của các vì sao và thiên hà trong vũ trụ". Chuyến quan sát tại Las Campanas là một bước ngoặt quan trọng trong cuộc đời ông, và ông đã truyền ngọn lửa đam mê này cho các sinh viên của Đại học Chicago.
Trong thiên văn học, mọi nguyên tố nặng hơn heli đều được xếp vào nhóm kim loại. Vũ trụ thời kỳ đầu gần như không tồn tại kim loại, và chính các ngôi sao đã tạo ra những nguyên tố này trong lòng chúng, rồi phát tán ra khắp vũ trụ qua các vụ nổ siêu tân tinh. Do đó, một ngôi sao càng ít kim loại, khả năng nó xuất hiện trong giai đoạn đầu của vũ trụ càng cao.
Câu chuyện về SDSS J0715-7334 còn thú vị hơn nữa. Các dữ liệu cho thấy ngôi sao này thực ra là một "kẻ nhập cư" trong không gian. Quỹ đạo của nó chứng tỏ rằng nó không được sinh ra trong Dải Ngân Hà, mà có thể nó đến từ quầng sáng của Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà lùn đang tương tác với thiên hà của chúng ta. Các chuyên gia tin rằng sau khi hình thành tại đó, ngôi sao đã bị lực hấp dẫn kéo vào Dải Ngân Hà.
Nguồn gốc di cư của ngôi sao này đã đủ thu hút sự chú ý, nhưng giá trị cốt lõi của nó còn vượt xa hơn thế. Nó đóng vai trò giải quyết một trong những câu hỏi lớn và lâu dài trong ngành thiên văn: Làm thế nào vũ trụ có thể chuyển từ việc tạo ra những ngôi sao khổng lồ không kim loại sang những ngôi sao nhỏ hơn, có tuổi thọ hàng tỷ năm?
Một giả thuyết đưa ra là "làm mát cấu trúc tinh tế", trong đó carbon và oxy giúp đám mây khí tỏa nhiệt và phân chia. Giả thuyết thứ hai gọi là "làm mát bằng bụi", nhờ vào các hạt rắn siêu nhỏ. Tuy nhiên, lượng carbon trong SDSS J0715-7334 quá ít để quá trình đầu tiên có thể xảy ra. Vì vậy, đây là ngôi sao thứ hai được biết đến chứng minh cho cơ chế làm mát bằng bụi, và là trường hợp đầu tiên ngoài Dải Ngân Hà.
Mô hình thành phần nguyên tố của SDSS J0715-7334 phù hợp nhất với hậu quả của một vụ nổ siêu tân tinh khổng lồ từ một ngôi sao có khối lượng gấp 30 lần Mặt trời, giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Có thể nói, SDSS J0715-7334 là chiếc tàn tích giữ lại những tro tàn của một trong những vụ nổ đầu tiên của vũ trụ.
Nhà vật lý thiên văn Juna Kollmeier nhấn mạnh rằng việc khám phá những vì sao gần khu vực của chúng ta có tầm quan trọng rất lớn. Thay vì chỉ thấy ánh sáng mờ ảo từ những thiên hà xa xôi qua Kính viễn vọng James Webb, SDSS J0715-7334 mang lại cơ hội để chúng ta nghiên cứu chi tiết từng nguyên tố của nó.
Mặc dù một ngôi sao chưa đủ để vẽ nên toàn cảnh, nhưng phát hiện này đã là một cột mốc quan trọng. Từ một tàn tích nhỏ bé của vũ trụ nguyên thủy, một ngôi sao đã ra đời và kiên cường tồn tại hàng tỷ năm, cuối cùng gia nhập Dải Ngân Hà. Nghiên cứu này, vừa được công bố trên tạp chí Nature Astronomy, là một bước tiến đột phá.
