Những điều thú vị ẩn dấu trên bầu trời

[BuddyUp]

Thiên hà Xoáy Nước (Whirlpool Galaxy) là một trong những thiên hà xoắn ốc ngoạn mục và nổi bật nhất trên bầu trời đêm, được biết đến với tên gọi M51 hoặc NGC 5194. Cách Trái Đất khoảng 30 triệu năm ánh sáng và có đường kính khoảng 60.000 năm ánh sáng, M51 là một trong những thiên hà dễ quan sát và được yêu thích nhất bởi cả các nhà thiên văn chuyên nghiệp lẫn nghiệp dư.

Bức ảnh bạn thấy là ảnh chụp từ Kính viễn vọng Không gian Hubble, kết hợp từ nhiều dải màu khác nhau để làm nổi bật cấu trúc chi tiết của thiên hà này. Cấu trúc xoắn ốc hoàn hảo của nó có thể là kết quả của tương tác hấp dẫn với thiên hà nhỏ hơn đi kèm ở phía bên trái ảnh - một ví dụ tuyệt đẹp về cách các thiên hà có thể ảnh hưởng lẫn nhau trong vũ trụ.

Nếu bạn có một ống nhòm tốt, bạn thậm chí có thể tự mình nhìn thấy thiên hà này ở chòm sao Canes Venatici (Chó Săn).

 

[BuddyUp]

Vật thể mạnh mẽ nhất trong vũ trụ được biết đến là quasar - những ngọn hải đăng rực cháy ở trung tâm các thiên hà, được điều khiển bởi lỗ đen siêu khối lượng. Khi khí và bụi bị hút vào vùng hấp dẫn cực mạnh của lỗ đen, chúng bị nung nóng và xoay với tốc độ kinh hoàng, giải phóng năng lượng lớn đến mức có thể sáng hơn cả thiên hà chứa nó.

Quasar có thể rộng hàng trăm nghìn năm ánh sáng và có thể được quan sát từ hàng tỷ năm ánh sáng xa. Những quasar sáng nhất phát ra năng lượng tương đương hơn một nghìn tỷ Mặt Trời, và thậm chí bắn ra các tia vật chất với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng.

Một số quasar đã hình thành chỉ vài trăm triệu năm sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang), biến chúng thành những “cổ vật” quyền năng từ thuở sơ khai của vũ trụ. Khác với sao, năng lượng của quasar không đến từ phản ứng hạt nhân mà từ lực hấp dẫn - nguồn năng lượng hiệu quả nhất từng được biết đến.

Vì độ sáng cực lớn và khoảng cách xa xôi, quasars là công cụ lý tưởng giúp các nhà khoa học nghiên cứu vũ trụ sơ khai và cách các thiên hà cùng lỗ đen phát triển qua thời gian.

 

[BuddyUp]

Các nhà thiên văn học vừa phát hiện rằng những hố đen siêu lớn có thể ẩn mình trong cả những thiên hà tí hon nhất.

Các quan sát gần đây cho thấy ngay cả các thiên hà lùn – những “khu phố” vũ trụ nhỏ bé chỉ chứa vài triệu ngôi sao – cũng có thể sở hữu những hố đen trung tâm có khối lượng gấp hàng triệu lần Mặt Trời. Một ví dụ đáng kinh ngạc là Henize 2‑10, chỉ rộng khoảng 3.000 năm ánh sáng (chỉ bằng 1/30 kích thước Dải Ngân Hà) nhưng lại chứa một hố đen nặng khoảng 2 triệu Mặt Trời. Thiên hà lùn Mrk 462 cũng có một hố đen đặc, chỉ khoảng 200.000 khối lượng Mặt Trời – thuộc hàng nhỏ nhất trong các hố đen siêu lớn từng được phát hiện.

Nhiều khảo sát cho thấy những hố đen này đôi khi nằm lệch khỏi trung tâm thiên hà, có thể là do các va chạm thiên hà trong quá khứ, và có khả năng phóng ra các luồng khí mạnh làm kìm hãm quá trình hình thành sao mới. Một nghiên cứu về 28 thiên hà có khối lượng thấp ở cách Trái Đất 10 tỷ năm ánh sáng đã phát hiện các hố đen đang “ăn” vật chất ở trung tâm của chúng – điều này thách thức quan niệm cho rằng chỉ có các thiên hà lớn mới sở hữu những quái vật vũ trụ này.

Những khám phá này gợi ý rằng hố đen có thể hình thành từ rất sớm – có thể từ những “hạt mầm” khổng lồ – rồi phát triển song song hoặc thậm chí trước cả thiên hà chứa chúng. Điều này đảo ngược cách nhìn truyền thống và mang lại những manh mối mới về sự tiến hóa đồng hành giữa thiên hà và hố đen trung tâm của chúng.

 

[BuddyUp]

Trái Đất nằm trong thiên hà Ngân Hà (Milky Way), là nơi chứa Hệ Mặt Trời và toàn bộ các hành tinh, sao chổi, thiên thạch liên quan đến Mặt Trời. Thiên hà này có hình dạng xoắn ốc với một thanh sáng ở trung tâm, gọi là thiên hà xoắn ốc có thanh (barred spiral galaxy). Đường kính của Ngân Hà vào khoảng 100.000 năm ánh sáng và chứa từ 100 đến 400 tỷ ngôi sao. Trái Đất nằm trong Hệ Mặt Trời, vốn tọa lạc tại vùng rìa bên trong của một nhánh xoắn ốc nhỏ tên là Nhánh Orion, cách tâm thiên hà khoảng 26.000 năm ánh sáng.

Tại trung tâm của thiên hà Ngân Hà là một hố đen siêu khối lượng có tên Sagittarius A⁎, với khối lượng gấp khoảng 4 triệu lần Mặt Trời. Hệ Mặt Trời, bao gồm Trái Đất, đang chuyển động quanh tâm thiên hà với tốc độ khoảng 828.000 km/h, và mất khoảng 225 đến 250 triệu năm để hoàn thành một vòng quay – gọi là một "năm thiên hà". Ngân Hà cũng là một phần của Nhóm thiên hà Địa phương (Local Group), gồm hơn 50 thiên hà, trong đó thiên hà lớn nhất là Andromeda (M31).

Nếu tưởng tượng thiên hà Ngân Hà như một đĩa xoắn ốc khổng lồ nhìn từ trên xuống, Trái Đất sẽ nằm không ở trung tâm mà khá xa về phía rìa, ở một vùng khá yên bình, ít bị ảnh hưởng bởi các hoạt động bùng nổ năng lượng như siêu tân tinh hay phun trào từ lỗ đen ở trung tâm. Vị trí này được cho là lý tưởng cho sự sống phát triển, nhờ sự ổn định và ít bị xáo trộn bởi các hiện tượng thiên văn cực đoan.

 

[BuddyUp]

Bạn có lẽ chưa từng thấy điều gì kỳ diệu như thế này. Các nhà thiên văn học gần đây đã chụp được đám mây hình thành sao Chamaeleon I – một kiệt tác vũ trụ thực thụ – bằng camera Dark Energy trên kính thiên văn Víctor M. Blanco ở Chile.

Chamaeleon I chỉ cách Trái Đất khoảng 500 năm ánh sáng và là một phần của hệ phức hợp hình thành sao gần nhất. Trong hình ảnh này, đám mây phân tử hiện lên với những dải bụi đen huyền bí xen lẫn các vùng sáng nơi các ngôi sao non đang chào đời.

Ba tinh vân phản xạ - Cederblad 111 ở trung tâm, Cederblad 110 nhỏ hơn phía trên, và Tinh vân Hồng ngoại Chamaeleon màu cam - tỏa sáng nhờ ánh sao mới phản chiếu lên bụi vũ trụ. Với độ phân giải 570 megapixel siêu nhạy, DECam giúp quan sát chi tiết cấu trúc tinh xảo của đám mây và xác định những khu vực mà trọng lực đang gom tụ khí hydro để khơi mào quá trình sinh sao.

Chamaeleon I chứa khoảng 200–300 ngôi sao trẻ và sao lùn nâu, phần lớn chỉ mới 1–5 triệu năm tuổi. Các luồng vật chất phun ra từ các sao non tạo thành những hốc sáng gọi là đối tượng Herbig–Haro, điểm xuyết khắp đám mây.

Tóm lại, đây là một hình ảnh ngoạn mục, nhắc nhở chúng ta về cội nguồn vũ trụ: từ những đám mây lạnh lẽo tối tăm, sự sống sao lại được thắp sáng - như cách Mặt Trời của chúng ta từng bắt đầu hành trình của nó.

 

[BuddyUp]

Vào năm 1879, nhà thiên văn học Agnes Mary Clerke đã sử dụng kính thiên văn khúc xạ Great Lick 36 inch tại Đài thiên văn Lick để chụp bức ảnh đầu tiên trong lịch sử về sao Mộc. Dù chỉ là một đĩa ảnh mờ nhòe, nhiễu hạt, nhưng bức ảnh đó vẫn thể hiện được các dải mây đặc trưng và Vết Đỏ Lớn nổi bật - dù bị lật ngược. Trong thời kỳ quang học còn thô sơ, hình ảnh ấy đã khẳng định sự tồn tại của bầu khí quyển có vân sọc và cơn bão khổng lồ đặc trưng của hành tinh này.

Hơn một thế kỷ sau, vào năm 2022, Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đã mang đến một góc nhìn hồng ngoại tuyệt đẹp về sao Mộc. Với camera NIRCam, JWST đã tiết lộ những cực quang rực rỡ ở cả hai cực, những đám mây cao mờ ảo, vành đai mỏng manh cùng các vệ tinh nhỏ như Amalthea và Adrastea. Vết Đỏ Lớn hiện lên sáng trắng, trong khi các dải mây được hiển thị với màu sắc tương phản nhờ các bộ lọc hồng ngoại chuyển thành gam màu khả kiến.

Điều đáng kinh ngạc là dù công nghệ đã tiến xa từ những mảng mờ nhạt đến hình ảnh chi tiết đa chiều, sao Mộc vẫn giữ nguyên bản chất của nó - một hành tinh khí khổng lồ, xoáy bão, vân mây rõ nét. Cùng một hành tinh, nhưng được ghi lại bằng hai khoảnh khắc lịch sử cách nhau hơn 140 năm, thể hiện sự tiến bộ vượt bậc của khoa học và tinh thần khám phá không ngừng nghỉ của nhân loại.

 

[BuddyUp]

Tinh vân Rosette – Cánh đồng sao sâu thẳm.

Bạn có tìm thấy Tinh vân Rosette không? Thoạt nhìn, đám mây đỏ rực như đóa hoa ngay trên trung tâm ảnh có vẻ là ứng viên sáng giá - nhưng thật ra, đó không phải Rosette. Tinh vân Rosette thật sự nằm ở góc dưới bên phải, được tô sắc xanh và trắng, nối liền với các tinh vân khác bằng những sợi chỉ ánh vàng lấp lánh.

Ảnh này không chỉ sâu (deep field) mà còn rất rộng, khiến cho khung cảnh như một vườn hoa thiên thể. Ở trung tâm của Rosette là cụm sao trẻ sáng rực NGC 2244, những ngôi sao này đang phát ra năng lượng mãnh liệt, dọn sạch trung tâm tinh vân bằng gió sao và bức xạ cực mạnh.

Rosette nằm cách Trái Đất khoảng 5.000 năm ánh sáng, và chỉ riêng nó đã rộng gấp ba lần trăng tròn trên bầu trời. Cả khu vực này có thể tìm thấy ở chòm sao Kỳ Lân (Monoceros), một trong những vùng trời giàu khí và bụi – nơi các vì sao mới đang hình thành từng ngày.

 

[BuddyUp]

Đây là COSMOS-AzTEC-1, một trong những thiên hà cổ xưa nhất từng được các nhà thiên văn học phát hiện. Thiên hà khổng lồ này nằm cách Trái Đất khoảng 12,4 tỷ năm ánh sáng, hình thành khi vũ trụ mới chỉ khoảng 1,5 tỷ năm tuổi. Quan sát từ kính viễn vọng ALMA cho thấy nó đang tạo ra các ngôi sao với tốc độ gấp 1.000 lần so với Dải Ngân Hà của chúng ta.

Trái với giả định rằng các thiên hà thời kỳ đầu là những đám khí hỗn loạn, COSMOS-AzTEC-1 lại sở hữu một đĩa khí xoay có trật tự. Tuy nhiên, đĩa này lại bất ổn về mặt động lực học, khi lực hấp dẫn lấn át áp suất, dẫn đến hiện tượng hình thành sao ồ ạt trong nhiều đám mây khí dày đặc rải rác khắp thiên hà.

Những đám mây khổng lồ này sụp đổ dưới chính trọng lượng của mình, bùng lên những đợt sinh sao mãnh liệt đến mức có thể tiêu hao hoàn toàn nguồn khí trong vòng 100 triệu năm.

Các nhà khoa học cho rằng cơn bùng nổ sinh sao này có thể bắt nguồn từ một vụ va chạm thiên hà trước đó, làm tăng mật độ khí. Do đó, COSMOS-AzTEC-1 được xem là "tổ tiên bùng nổ" của các thiên hà hình elip khổng lồ ngày nay – trải qua một thời kỳ tăng trưởng dữ dội rồi dần bước vào trạng thái trưởng thành, tĩnh lặng.

 

[BuddyUp]

Thiên hà này, có tên XMM‑2599, đã phát triển cực kỳ nhanh chóng rồi đột ngột dừng lại cách đây khoảng 12 tỷ năm.

XMM‑2599 là một thiên hà siêu khổng lồ, được nhìn thấy ở trạng thái cách đây 12 tỷ năm – tức là khi vũ trụ mới chỉ khoảng 1,8 tỷ năm tuổi.

Trong khoảng thời gian rất ngắn, thiên hà này đã tạo ra hơn 300 tỷ khối lượng Mặt Trời dưới dạng các ngôi sao, với tốc độ đỉnh điểm vượt quá 1.000 Mặt Trời mỗi năm - trong khi Dải Ngân Hà của chúng ta chỉ hình thành khoảng một ngôi sao mỗi năm.

Tuy nhiên, bất chấp tốc độ hình thành sao mãnh liệt này, XMM‑2599 đã đột ngột ngừng hoạt động và không còn tạo ra sao mới khi vũ trụ vừa tròn 1,8 tỷ năm, biến thành một hệ thống “chết”, không còn sinh sao.

Hiện tại, các nhà thiên văn vẫn chưa biết chắc vì sao sự hình thành sao lại dừng lại đột ngột như vậy. Một số giả thuyết bao gồm: thiên hà đã cạn kiệt khí để hình thành sao, hoặc năng lượng phản hồi từ lỗ đen siêu nặng ở trung tâm đã "thổi bay" lượng khí này.

Điều khiến XMM‑2599 trở nên đặc biệt là: nó thách thức các mô hình hình thành thiên hà hiện tại, cho thấy rằng những thiên hà khổng lồ có thể phát triển rồi “chết” nhanh chóng ngay từ thời sơ khai của vũ trụ.

 

[BuddyUp]

Tinh vân Rosette - Đóa hoa vũ trụ.

Được ghi lại một cách tuyệt đẹp bởi nhiếp ảnh gia thiên văn Philippe Bernhard, Tinh vân Rosette là một vườn ươm sao ngoạn mục, nằm cách Trái Đất khoảng 5.000 năm ánh sáng trong chòm sao Kỳ Lân (Monoceros).

Đám mây khí và bụi khổng lồ này tỏa sáng rực rỡ với những sắc đỏ và hồng, như một khu vườn thiên thể nơi các ngôi sao mới ra đời. Những cánh hoa tinh xảo bằng vật chất vũ trụ gợi cho chúng ta nhớ rằng vũ trụ luôn tràn ngập sự sáng tạo và vẻ đẹp bất tận.

Mỗi lần ngắm nhìn tinh vân Rosette là một lần ta được chiêm ngưỡng quá trình sinh thành kỳ diệu, đang diễn ra trên quy mô vĩ đại đến choáng ngợp.