Hubble ghi lại “siêu bong bóng” N44, nơi sao khổng lồ có thể khơi mào một thế hệ sao mới

Ảnh Hubble do NASA và ESA công bố ngày 3 tháng 9 về LHA 120-N44, thường gọi là N44, không chỉ là một khung cảnh tinh vân rực rỡ. Nó cho thấy hệ quả từ tác động của các sao khổng lồ: một “siêu bong bóng” khổng lồ rộng khoảng 210 × 140 năm ánh sáng, được bao quanh bởi khí và bụi dày đặc — nơi một thế hệ sao khác đang hình thành. N44 nằm trong Đám mây Magellan Lớn, cách Trái Đất khoảng 160.000 năm ánh sáng, theo hướng chòm sao Kiếm Ngư (Dorado). 1

“Siêu bong bóng” ở trung tâm N44 là gì?

Đặc điểm nổi bật nhất của N44 là một khoảng rỗng lớn ở trung tâm, viền quanh bởi lớp vỏ khí và bụi đậm đặc. Các sao khổng lồ gần tâm đã thổi bật khí nguyên thủy của chúng bằng gió sao rất mạnh và các vụ nổ siêu tân tinh. Vật chất không chỉ bị phát tán đi mà còn bị quét, dồn lại thành lớp vỏ sáng bao quanh khoang rỗng. 1

Tên gọi siêu bong bóng phản ánh đúng quy mô và nguồn gốc của cấu trúc này: đó là một khoang trong môi trường liên sao được tạo nên từ năng lượng tổng hợp của nhiều sao khổng lồ, thay vì chỉ do một ngôi sao đơn lẻ.

Lớp vỏ có thể đang tạo điều kiện cho sao mới ra đời

Khi khí bị dồn vào một lớp vỏ, mật độ của nó có thể tăng lên, khiến vật chất dễ co sụp dưới lực hấp dẫn hơn. Tại N44, các ngôi sao mới đang hình thành trong chính phần vật chất bị quét dồn này. Vì thế, khu vực là một ví dụ đáng chú ý về cách một đợt hình thành sao có thể tác động đến đợt tiếp theo. 1

Các nhà nghiên cứu nhận thấy tuổi của những sao nằm trong siêu bong bóng và các sao ở vành ngoài có thể chênh lệch tới khoảng 5 triệu năm. Mốc thời gian này phù hợp với kịch bản: một quần thể sao già hơn ở trung tâm đã tạo khoang rỗng, nén khí ở rìa, rồi từ đó hình thành thêm các sao trẻ. Đây là bằng chứng ủng hộ hiện tượng hình thành sao được kích hoạt, nhưng chưa thể khẳng định mọi sao trẻ ở rìa đều sinh ra theo đúng cơ chế ấy. 1

Gần nửa triệu ngôi sao trong một cuộc điều tra

Dữ liệu ảnh thuộc chương trình quan sát Hubble 14689, do Dimitrios Gouliermis phụ trách. Khảo sát đã lập danh mục gần 500.000 ngôi sao trong và quanh N44, gồm gần 30.000 sao tiền dãy chính — những sao trẻ chưa bắt đầu phản ứng nhiệt hạch biến hydro thành heli trong lõi. 1

Quy mô mẫu lớn này biến N44 thành mục tiêu đặc biệt hữu ích để so sánh nhiều nhóm sao ở các giai đoạn phát triển khác nhau, nhưng vẫn thuộc cùng một phức hợp liên kết. Nó cũng giúp các nhà thiên văn tìm hiểu khoảng thời gian từ lúc khí lạnh bị nén lại đến khi các sao trẻ xuất hiện.

N44F: bong bóng nhỏ hơn, nguồn gốc khác

N44 không chỉ có siêu bong bóng trung tâm. Ở vùng phía trên bên phải của ảnh Hubble là N44F, một bong bóng nhỏ hơn được tạo ra bởi gió sao từ một sao nóng, khối lượng lớn duy nhất. 1

Sự đối chiếu này cho thấy hai cấp độ tác động của sao lên môi trường xung quanh: N44F thể hiện cách một ngôi sao mạnh có thể tạc nên không gian lân cận, còn khoang trung tâm lớn hơn nhiều của N44 phản ánh ảnh hưởng cộng gộp từ cả một cụm sao cùng các vụ nổ siêu tân tinh.

Vì sao N44 là một “phòng thí nghiệm” giá trị?

Toàn bộ phức hợp N44 trải rộng khoảng 1.000 năm ánh sáng, chứa khí hydro phát sáng, các dải bụi tối, sao khổng lồ và nhiều quần thể sao có độ tuổi khác nhau. Khu vực này có những vùng đặc biệt nóng, với hoạt động hình thành sao mạnh, nên cho phép các nhà thiên văn quan sát nhiều chặng của tiến trình tiến hóa sao trong cùng một vùng rộng lớn. 1

Đám mây Magellan Lớn cũng có hàm lượng các nguyên tố nặng hơn heli thấp hơn so với Ngân Hà. Môi trường “ít kim loại” này phần nào giống điều kiện ở những thiên hà trẻ của vũ trụ sơ khai, khiến N44 trở thành địa điểm gần để kiểm nghiệm cách sao hình thành và cách các sao khổng lồ tác động trở lại lên khí liên sao trong những điều kiện đó. 1

Thông điệp chính từ ảnh Hubble mang tính tuần hoàn: các sao khổng lồ có thể khép lại một giai đoạn của tinh vân khi thổi quét khí đi, nhưng đồng thời lại tạo ra những lớp vỏ đủ đặc để có thể mở đầu giai đoạn hình thành sao kế tiếp.