“Mỗi đối tượng trong số những đối tượng mà chúng ta nghiên cứu đều giúp chúng ta hiểu thêm một chút về cách các hành tinh hình thành quanh những ngôi sao khác.”
Đã hơn một năm kể từ khi sao chổi 3I/ATLAS lần đầu thu hút sự chú ý của thế giới với tư cách là đối tượng thứ ba được biết đến bay qua Hệ Mặt Trời từ bên ngoài. Các nhà thiên văn vẫn đang tìm hiểu thêm về nguồn gốc chính xác của nó.
Lần đầu tiên, họ có thể nghiên cứu các hạt mang điện trong đuôi của sao chổi liên sao này. Kết quả cho thấy 3I/ATLAS chứa nhiều nitơ hơn so với một sao chổi điển hình trong Hệ Mặt Trời của chúng ta. Điều này hé lộ một manh mối đầy hấp dẫn về cách sao chổi kỳ lạ này hình thành.
“Việc phát hiện nó rất giàu nitrogen (N) cho chúng ta biết rằng nó có khả năng đã hình thành trong những điều kiện cực kỳ lạnh giá, ở rất xa ngôi sao mẹ,” Lea Ferellec, nghiên cứu viên tại Đại học Northumbria, cho biết trong một thông cáo.
Nhóm của Ferellec đã sử dụng Kính thiên văn William Herschel tại quần đảo Canary của Tây Ban Nha. Một trong những thiết bị của kính thiên văn này là một hệ thống sợi quang có tên WEAVE. WEAVE cho phép các nhà thiên văn thực hiện phép đo quang phổ - quá trình phân tách ánh sáng tới thành quang phổ của nó. Các nguyên tố hóa học khác nhau hấp thụ và phát ra những bước sóng ánh sáng khác nhau, tạo nên các dấu ấn đặc trưng khác nhau trong quang phổ đó. Bằng phép quang phổ, các nhà thiên văn có thể quan sát ánh sáng từ một đối tượng thiên văn, xác định những dấu ấn này và tái dựng thành phần vật chất bên trong đối tượng.
Các nhà thiên văn khác cũng đã đo 3I/ATLAS bằng phép quang phổ nhưng phần lớn họ tập trung nghiên cứu coma của sao chổi, lớp khí hình thành khi sức nóng của Mặt Trời khiến băng trên sao chổi thăng hoa thành hơi nước.
Tất nhiên, coma không phải là đặc điểm duy nhất hình thành khi một sao chổi tiến gần Mặt Trời. Khi tới gần, sao chổi bị dòng gió Mặt Trời dữ dội tác động, đẩy vật chất của sao chổi ra xa và tạo thành một chiếc đuôi đặc trưng. Trong quá trình này, các hạt năng lượng cao trong gió Mặt Trời va chạm với các phân tử của sao chổi và biến chúng thành các ion mang điện.
Nếu các nhà thiên văn có thể xác định những ion trong đuôi sao chổi, họ có thể tìm ra các chất hóa học và thu được những thông tin mà chỉ nghiên cứu coma không thể cung cấp. Đây là một nhiệm vụ không dễ dàng. Khi sao chổi liên sao 2I/Borisov ghé thăm Hệ Mặt Trời vào năm 2019, các nhà thiên văn đã xác định được dấu vết của những ion trong đuôi, nhưng họ không thể xác định chính xác những ion đó là gì.
WEAVE được đưa vào hoạt động từ năm 2023, đủ mạnh và nhạy để thay đổi điều đó. Khi Ferellec và các đồng nghiệp hướng WEAVE vào 3I/ATLAS vào cuối năm 2025, họ có thể xác định và đếm các ion như nitrogen, carbon dioxide và carbon monoxide trong đuôi của sao chổi kỳ lạ này.
Một góc nhìn khác về sao chổi 3I/ATLAS. Nguồn ảnh: Đài quan sát Gemini Quốc tế/NOIRLab/NSF/AURA/Shadow the Scientist. Xử lý ảnh: J. Miller & M. Rodriguez (Đài quan sát Gemini Quốc tế/NSF NOIRLab)/T.A. Rector (Đại học Alaska Anchorage/NSF NOIRLab)/M. Zamani (NSF NOIRLab).
Việc so sánh những tỷ lệ này có thể gợi ý về nơi một sao chổi hình thành. Chẳng hạn, một sao chổi có tỷ lệ nitơ so với carbon monoxide cao hơn có xu hướng hình thành tại một nơi lạnh hơn. Nhóm của Ferellec phát hiện rằng 3I/ATLAS có tỷ lệ này cao hơn nhiều so với phần lớn các sao chổi mà chúng ta quan sát trong Hệ Mặt Trời.
Cụ thể, Ferellec và các đồng nghiệp ước tính rằng 3I/ATLAS đã hình thành ở một nơi có nhiệt độ thấp hơn -240°C. Nếu sao chổi này ra đời trong một hệ sao xa xôi, thì nó đã hình thành ở vùng ngoài của hệ sao đó. Nói cách khác, 3I/ATLAS có khả năng đã hình thành tại một nơi mà rất ít ánh sáng từ ngôi sao mẹ có thể chiếu tới.
“Đối tượng này cho chúng ta một cơ hội hiếm có để nghiên cứu vật chất hình thành ở một nơi hoàn toàn khác với Hệ Mặt Trời của chúng ta,” Ferellec cho biết trong thông cáo. “Mỗi đối tượng mà chúng ta nghiên cứu đều giúp chúng ta hiểu thêm một chút về cách các hành tinh hình thành quanh những ngôi sao khác.”
Ferellec và các đồng nghiệp đã công bố nghiên cứu của họ trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society vào ngày 07/09.
Nguyễn Đình Nam
Theo Space
