Một nhóm lớn các ngôi sao, được biết đến từ hơn 180 năm qua nhưng chưa bao giờ được nghiên cứu cụ thể, đã trở thành một công cụ mới trong công cuộc tìm hiểu sự hình thành của các ngôi sao như Mặt Trời, và trong việc tìm kiếm các hành tinh như Trái Đất.
“Chúng tôi đã phát hiện ra một cụm sao mở, trẻ hơn Mặt Trời của chúng ta một chút, trước kia chưa được chú ý tới nhưng nay lại có tiềm năng rất lớn như một công cụ đo đạc trong vật lý thiên văn cơ bản về sao.”, phát biểu của Jason T.Wright, phó giáo sư thiên văn học và vật lí thiên văn tại Đại học bang Penn, người đã bắt đầu cuộc nghiên cứu.
Báo cáo đầu tiên của nhóm nghiên cứu của Wright về cụm sao với tên gọi Ruprecht 147 hay NGC 6774 đã được đăng trên tạo chí Thiên văn học. Thành viên nhóm nghiên cứu Jason Curtis, một sinh viên tại phòng thí nghiệm của Wright, chỉ đạo báo cáo này và sẽ trình bày về dự án của nhóm tại Barcelona, Tây Ban Nha vào tháng này tại Hội thảo Cambridge lần thứ 17 về các ngôi sao lạnh, các hệ sao và Mặt Trời.
Trong khi tìm kiếm các hành tinh với khối lượng tương đương Trái Đất và một quỹ đạo cho phép sự tồn tại của nước lỏng trên bề mặt, các nhà thiên văn học thường tìm ở khu vực gần những ngôi sao có khối lượng tương đương hoặc nhỏ hơn của Mặt Trời.
“Cụm sao Ruprecht 147 rất đặc biệt và quan trọng về mặt vật lý thiên văn học vì nó gần Trái Đất và các ngôi sao của nó có độ tuổi ngang bằng với Mặt Trời nhất so với các ngôi sao của các cụm sao xung quanh.” Wright phát biểu.
“Lần đầu tiên, chúng ta đã có một phòng thí nghiệm để tìm kiếm và nghiên cứu các ngôi sao sáng với khối lượng và tuổi tương đương Mặt Trời. Khi chúng ta tìm thấy các hành tinh xung quanh các ngôi sao giống Mặt Trời với khối lượng nhỏ hơn, chúng ta sẽ có thể biết được đổ tuổi của các ngôi sao này bằng cách so sánh chúng với các ngôi sao trong cụm sao này.”
Nhóm của Wright đã chỉ ra Ruprecht 147 cách Trái đất khoảng 800 đến 1000 năm ánh sáng, một khoảng cách nhỏ nên cụm sao này sáng đến mức có thể quan sát trong chòm sao Cung Thủ (Sagittarius) bằng ống nhòm vào các buổi đêm mùa hè. “Tất cả các cụm sao xung quanh còn lại các nhà thiên văn học đang nghiên cứu có các ngôi sao trẻ hơn Mặt Trời rất nhiều, và tất cả các ngôi sao già hơn đều cách xa chúng ta hơn 3000 năm ánh sáng.”
“Vậy nên cụm sao này, vừa già hơn và lại vừa rất gần, cho chúng ta một cơ hội độc đáo.”, Wright phát biểu. Dù nó hiện lên khá lớn trên bầu trời, cụm sao có thể rất khó dò tìm vì các ngôi sao không ở gần nhau và cụm sao lại nằm ở khu vực có mật độ cao nhất và sáng nhất giữa trái đất và trung tâm dải ngân hà.
Để nghiên cứu cụm sao Ruprecht, lớn hơn nhiều trên bầu trời so với hầu hết các vật thể được nghiên cứu, nhóm của Wright đã phải sử dụng rất nhiều máy ảnh chuyên dụng trường rộng, kể cả máy ảnh trên kính thiên văn MMT ở Arizona và trên kính thiên văn Canada – France – Hawaii tại Mauna Kea, Hawaii – để có thể đưa toàn bộ các ngôi sao của cụm sao vào tầm ngắm.
“Kể cả với những máy ảnh trường rộng này, chúng tôi vẫn phải dựng nhiều lớp ảnh để bao hàm toàn bộ cụm sao và chụp ảnh rất nhanh để không bị trực diện quá lâu với những ngôi sao sáng nhất”, Wright phát biểu, “Hầu hết các kính thiên văn hiện đại không được thiết kế cho những cụm sao sáng và gần như vậy.”
Khi nhà thiên văn học người Anh John Herschel lần đầu phát hiện ra cụm sao này vào năm 1830, ông miêu tả nó như “một khoảng không gian rải rác đầy những ngôi sao.” Sau đó ông đã thêm vật thể này vào danh mục lớn về các vật thể thiên văn (General Catalog of Astronomical objects), được tổng hợp dựa trên các quan sát của cha ông William Herschel.
“Cụm sao lại được khám phá lần thứ hai vào những năm 1960 bởi Jaroslay Ruprecht, và nó được đặt theo tên ông. Nhưng cho tới ngày nay, không nhà thiên văn nào để ý đặc biệt tới nó, có lẽ vì nhiều người cho rằng nó chỉ là một nhóm sao vô tình nằm gần nhau trên bầu trời”, Wright phát biểu.
Công trình do nhóm nghiên cứu của Wright đã lần đầu tiên chứng minh được rằng cụm Ruprecht 147 chỉ trẻ hơn một chút so với Mặt Trời trên thang thời gian thiên văn học. Các ngôi sao trong cụm khoảng 2,5 tỉ năm tuổi, khoảng bằng một nửa tuổi của mặt trời, và bằng tuổi của Mặt Trời khi sự sống đa bào lần đầu xuất hiện trên trái đất.
Các quan sát đầu tiên của nhóm nghiên cứu đã đo khoảng cách tới Ruprecht 147, cũng như hướng và vận tốc của các ngôi sao trong nó để khẳng định chúng đang cùng chuyển động trong không gian theo ba chiều, cả dọc theo bầu trời và trong cùng góc đo đi ra xa trái đất. Những quan sát này khẳng định rằng các ngôi sao này thực sự thuộc một cụm sao, chứ không phải những hình thù ngẫu nhiên trên bầu trời. Nhóm của Wright cũng đã xác định được 100 ngôi sao là thành viên của cụm sao, và đang làm việc để tìm ra thêm.
Wright ghi nhận hầu hết kết quả của báo cáo đầu tiên này là nhờ công của Jason Curtis từ một phần trong luận văn nghiên cứu của anh. Nghiên cứu của Curtis gồm có các quan sát với Kính thiên văn Canada – Pháp – Hawaii và kính thiên văn Keck ở Hawaii, Đài quan sát Lick ở California, và Đài quan sát MMT tại Arizona.
“Dự án này thật thú vị đối với một sinh viên như tôi vì nó cho tôi cơ hội được sử dụng những kĩ thuật và thiết bị đo đạc mới nhất trong thiên văn học để tìm hiểu về một cụm sao chưa bao giờ được nghiên cứu cụ thể như ngày nay.”, Curtis phát biểu, “Dự án này không chỉ cho tôi kĩ năng về các phương thức cơ bản, lâu dài trong quan sát và phân tích thiên văn, mà còn mở ra những cánh cửa mới tới nghiên cứu thiên văn học mới mẻ.”
Để nghiên cứu sâu thêm, Curtis đang tham gia quan sát cùng kính thiên văn Magellan ở Chile và Kính thiên văn Chandra X-ray đang quay theo quỹ đạo của NASA.
Cùng với Wright và Curtis, các đồng tác giả báo cáo khoa học đầu tiên của nhóm còn gồm có Angie Wolfgang, Đại học California, Santa Cruz, Jihn Brewer, Đại học Yale, và John Asher Johnson, Viện công nghệ California. Tổ chức khoa học quốc gia Mĩ là đơn vị tài trợ cho nghiên cứu này.
“Dự án của chúng tôi với cụm sao quan trọng này mới chỉ bắt đầu.” Wright phát biểu, “Về sau, nó sẽ giúp chúng tôi tìm ra và nghiên cứu các ngôi sao gần kề với khối lượng tương đương Mặt Trời, để giúp kiếm tìm các hành tinh giống Trái Đất, cũng như kiểm tra và hoàn thiện các mô hình các nhà thiên văn đang sử dụng để hiểu được sự hình thành của các ngôi sao, kể cả Mặt Trời của chúng ta.”
Quỳnh Chi (VACA)
Theo Space Daily
