Tìm thấy tàn dư của một số ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ

Theo Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, mới đây, các nhà thiên văn học có thể vừa tìm thấy tàn dư của một số ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ. Các dấu hiệu về mặt hóa học của những tàn dư ở rất xa này (các vật thể hơn 13 tỷ năm tuổi có sự khác biệt đáng kể so với dấu hiệu của những ngôi sao trẻ hơn) giống như mặt trời của chúng ta. Bằng cách nghiên cứu chúng, các nhà khoa học hy vọng sẽ làm sáng tỏ việc các ngôi sao, thiên hà và thậm chí cả các nguyên tố cơ bản được hình thành như thế nào. 

Nghiên cứu này được thực hiện bởi nhà vật lý thiên văn Stefania Salvadori của Đại học Florence và các cộng sự. Kết quả nghiên cứu được công bố ngày 3 tháng 5 trên Tạp chí Vật lý thiên văn (The Astrophysical Journal).

Trong những ngày sơ khai của vũ trụ, chỉ có những nguyên tố rất đơn giản như hydro và heli. Những ngôi sao đầu tiên bốc cháy chỉ từ những nguyên tố này. Theo thời gian, lõi nóng trắng của chúng dần dần nung nấu các nguyên tử đơn giản thành các nguyên tố nặng hơn, chẳng hạn như carbon, oxy, magie và cuối cùng là các kim loại. Các thế hệ ngôi sao sau này được hình thành từ các đám mây khí chứa các nguyên tử nặng hơn này và ngày nay hầu hết các ngôi sao mà các nhà khoa học quan sát được đều giàu các kim loại như sắt. Mặt trời của chúng ta có khoảng 98% hydro và heli, nhưng có chứa một lượng nhỏ các nguyên tố nặng hơn như sắt, neon và carbon.

Không ai quan sát được trực tiếp các ngôi sao không có kim loại đầu tiên trong vũ trụ; hầu hết trong số chúng có lẽ đã bị xì và phát nổ từ lâu. Nhưng các nhà khoa học vẫn có thể quan sát một số tàn tích bụi của chúng bằng cách đặt tầm nhìn của họ cách xa hàng tỷ năm ánh sáng.

Bằng cách sử dụng kính viễn vọng khổng lồ của Đài quan sát phía Nam Châu Âu, Salvadori và các cộng sự đã quan sát ba đám mây khí hình thành ngôi sao ở xa. Về bản thân các đám mây khí này, chúng không nói cho các nhà khoa học biết nhiều, nhưng ánh sáng tới từ các chuẩn tinh gần đó (lõi thiên hà cực sáng được hình thành bởi bụi rơi vào lỗ đen siêu lớn) đã giúp tiết lộ bí mật của đám mây. Dựa trên bước sóng ánh sáng mà các đám mây khí được hấp thụ, nhóm nghiên cứu đã xác định phần còn lại của ngôi sao được tạo nên từ những nguyên tố nào.

Theo các nhà nghiên cứu, các đám mây cực kỳ nghèo sắt và các nguyên tố kim loại khác, nhưng lại giàu carbon, oxy và magie, chính xác là những gì còn sót lại sau khi những ngôi sao đầu tiên hết nhiên liệu và phát nổ. Kết quả này cùng với các nghiên cứu khác về nguồn gốc của các ngôi sao có thể giúp giải thích thành phần của các ngôi sao trẻ hơn, bao gồm cả những ngôi sao được tìm thấy trong dải ngân hà.

"Khám phá của chúng tôi mở ra những con đường mới để nghiên cứu gián tiếp bản chất của những ngôi sao đầu tiên, bổ sung đầy đủ cho các nghiên cứu về các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta" - nhà vật lý thiên văn Stefania Salvadori cho biết.