Các sao sinh ra từ những đám mây phân tử khí hydro đậm đặc nằm trong không gian liên sao ở hầu hết các thiên hà. Dù các quá trình vật lý diễn ra trong khi hình thành sao rất phức tạp, chúng ta đã có nhiều tiến bộ khi tìm hiểu quá trình tạo sao trong môi trường thiên hà những năm gần đây. Tuy nhiên, cuối cùng thì thứ gì quyết định mức độ tạo sao trong các thiên hà vẫn còn là một câu hỏi mở.
Trên nguyên tắc, có hai nhân tố chính ảnh hưởng đến mức độ hình thành sao: Số lượng các phân tử khí hiện tại có trong thiên hà và khoảng thời gian “bình khí” đó bị cạn kiệt do chuyển hóa thành các sao. Trong khi khối lượng khí của thiên hà bị chi phối bởi tương quan giữa các dòng khí vào và ra cũng như lượng tiêu thụ, cơ chế vật lý của quá trình chuyển đổi khí thành sao chưa được hiểu rõ ràng. Với vai trò quan trọng đó, nhiều nỗ lực đã được thực hiện để quan sát xác định khoảng thời gian cạn kiệt khí. Tuy vậy những nỗ lực này đã dẫn đến những phát hiện mâu thuẫn, một phần lý do là thách thức trong việc đo được các số liệu đáng tin cậy do giới hạn trong những thông tin hiện tại.
Sự hình thành sao điển hình có liên kết với nguồn chứa khí tổng thể trong thiên hà
Những nghiên cứu hiện tại từ viện Khoa học máy tính của Đại học Zurich sử dụng một phương pháp thống kê mới dựa trên mô hình Bayes để tính toán chính xác đối với các thiên hà có lượng phân tử hoặc nguyên tử hydro chưa được xác định để giảm thiểu sai lệch quan sát. Phân tích mới này cho thấy rằng, trong các thiên hà tạo sao điển hình, hydro dạng phân tử và dạng nguyên tử chuyển đổi thành sao trong các khoảng thời gian không thay đổi lần lượt là 1 và 10 tỉ năm. Tuy nhiên, các thiên hà hoạt động cực kỳ mạnh ("thiên hà bùng nổ tạo sao") được phát hiện có khoảng thời gian cạn kiệt khí ngắn hơn nhiều.
"Những phát hiện này cho thấy rằng sự hình thành sao thực sự liên quan trực tiếp đến nguồn chứa khí tổng thể và được thiết lập bởi tốc độ khí đi vào hoặc rời khỏi một thiên hà," Robert Feldmann, giáo sư tại Trung tâm Vật lý thiên văn và Vũ trụ học lý thuyết cho biết. Ngược lại, hoạt động hình thành sao nhiều hơn đáng kể từ các vụ bùng nổ tạo sao có thể có nguồn gốc vật lý khác, như sự tương tác giữa các thiên hà hoặc sự bất ổn trong đĩa thiên hà.
Phân tích này dựa trên dữ liệu quan sát của các thiên hà lân cận. Các quan sát được thực hiện bởi ALMA (Tổ hợp kính thiên văn quan sát bước sóng milmet và hạ-milimet đặt tại Atacama), ASK (Tổ hợp kính có tổng diện tích 1 km²) và các đài thiên văn khác hứa hẹn sẽ thăm dò lượng khí của một số lớn các thiên hà trong lịch sử vũ trụ. Điều tối quan trọng là phải tiếp tục phát triển các phương pháp thống kê, lưu trữ khoa học để trích xuất chính xác các yếu tố vật lý từ những quan sát mới này và khám phá đầy đủ những bí ẩn về sự hình thành sao trong các thiên hà.
Đắc Cường
Theo Sciencedaily
