Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng các cụm sao được hình thành từ bên ngoài vào, không phải từ trong ra ngoài như trước đây. Bằng các dữ liệu từ Đài quan sát Chandra X-ray của NASA và kính thiên văn hồng ngoại, các nhà thiên văn đã thực hiện một bước tiến quan trọng trong việc hiểu về sự ra đời của những cụm sao.
Các dữ liệu cho thấy các ý kiến ban đầu về sự hình thành cụm sao là không chính xác. Ý tưởng đơn giản nhất là các ngôi sao hình thành các cụm khi một đám mây khí và bụi khổng lồ ngưng tụ lại. Trung tâm của mây kéo các vật chất từ môi trường xung quanh cho đến khi nó trở nên dày đặc, đủ để kích hoạt sự hình thành sao. Đây là quá trình đầu tiên xảy ra ở trung tâm của đám mây, ý nói các sao ở giữa các cụm hình thành đầu tiên và do đó là những sao già nhất.
Tuy nhiên, dữ liệu mới nhất từ Chandra đã đưa ra những giả thuyết khác. Các nhà khoa học đã nghiên cứu hai cụm, nơi những ngôi sao giống Mặt Trời hiện nay đang hình thành – NGC 2024, nằm ở trung tâm tinh vân Flame và cụm tinh vân Orion. Từ nghiên cứu này, họ đã khám phá ra các sao ở phía bên ngoài của các cụm mới thực sự là già nhất.
“Những phát hiện của chúng tôi là ngược lại với trực giác” Konstantin Getman từ Đại học Penn State ở Đại học Park nói. “Nó có nghĩa là chúng ta cần suy nghĩ nhiều hơn và đưa ra nhiều ý tưởng về cách các ngôi sao như Mặt Trời của chúng ta được hình thành”
Cụm sao NGC 2024 owrtrung tâm của tinh vân Flame
Getman và các đồng nghiệp của ông đã phát triển một phương pháp tiếp cận mới, gồm hai bước, đã dẫn đến phát hiện này. Đầu tiên, họ sử dụng dữ liệu Chandra về độ sáng của các ngôi sao bằng tia X, từ đó xác định độ sáng của chúng. Sau đó, họ xác định độ sáng của các ngôi sao ở bước sóng hồng ngoại, bằng cách sử dụng kính thiên văn mặt đất và dữ liệu từ Kính thiên không gian Spitzer của NASA. Bằng cách kết hợp thông tin này với các mô hình lý thuyết, họ có thể ước tính tuổi của các ngôi sao trong hai cụm.
Các kết quả trái với những gì mô hình cơ bản đã dự báo. Ở trung tâm của NGC 2024, những ngôi sao này khoảng 200 000 năm tuổi, trong khi ở phía ngoài trung tâm là khoảng 1,5 triệu năm tuổi. Trong tinh vân Orion, sao các tuổi từ 1,2 triệu năm nằm ở giữa cụm, và gần 2 triệu năm nằm ở gần cạnh.
“Một kết luận quan trọng từ nghiên cứu của chúng tôi là chúng ta có thể bác bỏ các mô hình cơ bản khi nói các cụm hình thành từ trong ra”, Eric Feigelson từ Penn State cho biết. “Vì vậy, chúng ta cần xem xét các mô hình phức tạp hơn đang nổi lên từ các nghiên cứu hình thành sao”.
Các giải thích cho những phát hiện mới có thể được nhóm lại thành ba khái niệm rộng. Thứ nhất là sự hình thành sao tiếp tục diễn ra ở khu vực bên trong vì khí ở khu vực phía trong một đám mây đang hình thành sao thì dày đặc hơn – có nhiều nguyên liệu để từ đó tạo sao – hơn so với các khu vực khuếch tán bên ngoài. Theo thời gian, nếu mật độ giảm xuống dưới ngưỡng có thể tạo sao, quá trình hình thành sao sẽ kết thúc ở khu vực bên ngoài, trong khi các sao vẫn tiếp tục hình thành ở khu vực bên trong, dẫn đến nhiều ngôi sao trẻ tập trung ở đó.
Một ý kiến khác là các sao già đã có nhiều thời gian để trôi từ trung tâm của cụm ra phía ngoài hoặc bị đẩy ra bởi sự tương tác giữa các sao. Ý kiến cuối cùng là các quan sát có thể được giải thích nếu các sao trẻ được hình thành trong trong sợi khí lớn bắt nguồn từ trung tâm của cụm.
Các nghiên cứu trước đây về cụm tinh vân Orion đã tiết lộ những dấu hiệu trải dài của sự đảo ngược tuổi, nhưng những nỗ lực trước đó dựa trên một cơ sở hạn chế hay các mẫu sao chưa khách quan. Nghiên cứu mới nhất này cung cấp bằng chứng đầu tiên của sự khác biệt về tuổi trong tinh vân Flame.
“Các bước tiếp theo sẽ là xem chúng ta có thể tìm được dải cùng tuổi trong các cụm sao trẻ khác” theo Michael Kuhn, từ Penn State.
Ngọc Ánh (VACA)
Theo Astronomy
