Quá trình hình thành sao lẽ ra phải là một quá trình tương đối đơn giản. Các đám mây dày đặc chứa hydro phân tử sụp đổ dưới tác động của trọng lực, phân mảnh thành các lõi có thể phát triển thành các tiền sao. Những ngôi sao sơ sinh này có nhiệt độ thấp, được bao bọc sâu bên trong các đám mây mẹ của chúng, và không được cho là có khả năng phát ra bức xạ tử ngoại. Chúng chưa đủ nóng để làm điều đó. Thế nhưng, khi các nhà thiên văn học sử dụng thiết bị MIRI trên kính thiên văn không gian James Webb để quan sát năm ngôi sao trẻ trong đám mây phân tử Ophiuchus, cách Trái Đất 450 năm ánh sáng, họ đã phát hiện bằng chứng rõ ràng về bức xạ tử ngoại ảnh hưởng đến hydro phân tử trong các dòng vật chất chảy ra xung quanh những tiền sao này.
"Đây là điều bất ngờ đầu tiên. Các sao trẻ không thể là nguồn phát ra bức xạ; chúng không thể 'tạo ra' bức xạ. Vì vậy, chúng ta không nên kỳ vọng điều đó, nhưng chúng tôi đã chứng minh rằng bức xạ tử ngoại xuất hiện gần các tiền sao", Agata Karska từ Đại học Torun và Viện Thiên văn Vô tuyến Max Planck cho biết.
Phát hiện này được đưa ra thông qua việc phân tích bức xạ phát ra từ hydro phân tử, loại tín hiệu mà JWST có thể quan sát với độ chi tiết chưa từng có. Hydro là phân tử phổ biến nhất trong vũ trụ, nhiều hơn phân tử carbon monoxide (là phân tử phổ biến thứ hai) với tỷ lệ 10.000:1. Khi bức xạ tử ngoại chiếu vào các phân tử H₂, chúng bị kích thích theo những cách cụ thể và tạo ra các đặc trưng quang phổ dễ nhận biết.
Ban đầu, nhóm nghiên cứu giả định rằng bức xạ tử ngoại đến từ các nguồn bên ngoài, cụ thể là từ các sao loại B có nhiệt độ cao phân bố rải rác trong vùng Ophiuchus và đang phát ra bức xạ tử ngoại. Các nhà nghiên cứu đã tính toán mức độ bức xạ tử ngoại dự kiến dựa trên khoảng cách giữa các ngôi sao khối lượng lớn này và các tiền sao được quan sát, sau đó kiểm tra chéo bằng các đặc tính của bụi vũ trụ, do bụi có khả năng hấp thụ tử ngoại và phát lại ở bước sóng dài hơn.
Tuy nhiên, các đặc trưng tử ngoại vẫn nhất quán trên cả năm tiền sao bất chấp sự khác biệt lớn về môi trường bức xạ tử ngoại bên ngoài. Giả thuyết ban đầu đã thất bại. Có vẻ như các tiền sao phóng ra các tia và dòng vật chất khi chúng hút vật chất vào, nén và làm nóng khí xung quanh thông qua sóng xung kích. Có thể chính những cú sốc này, hoặc tại nơi vật chất rơi vào tiền sao, hoặc dọc theo các luồng vật chất, đã tạo ra đủ năng lượng để phát sinh bức xạ tử ngoại ngay tại chỗ.
Hình ảnh hồng ngoại từ các thiết bị tại Đài quan sát Quốc gia Kitt Peak (trái) và Kính thiên văn Không gian Spitzer của NASA ghi lại vụ bùng phát của HOPS 383, một tiền sao trẻ trong vùng tạo sao Orion (Tín dụng: NASA)
Các kết quả chỉ ra rằng các mô hình hình thành sao hiện tại cần được bổ sung. Các nhà thiên văn học phần lớn đã bỏ qua vai trò của bức xạ tử ngoại trong môi trường tiền sao bởi lý thuyết cho rằng bức xạ này không tồn tại. Giờ đây, nó dường như là yếu tố thiết yếu để hiểu được hóa học và vật lý của các dòng vật chất phân tử từ các sao trẻ.
Nghiên cứu này cho thấy năng lực quan sát ở dải trung hồng ngoại của JWST tiếp tục thách thức các giả định về sự ra đời của sao. Việc hiểu được nguồn gốc và tác động của bức xạ tử ngoại bất ngờ này có thể làm thay đổi dự đoán về những phân tử nào có thể tồn tại trong môi trường tiền sao, và cách các hệ hành tinh cuối cùng được hình thành từ vật chất còn lại xung quanh các ngôi sao trẻ đó.
R.T
Theo Universetoday
