Thiên hà quá nhỏ bé Segue 2 gây chấn động giới thiên văn học

Các nhà thiên văn học Mỹ cho hay đã tìm được thiên hà nhẹ nhất trong vũ trụ, bổ sung một thành viên luôn được trông đợi lâu nay vào bộ sưu tập các thiên hà.

Thành viên mới nhất của gia đình thiên hà là một tập hợp khoảng 1.000 ngôi sao với lượng ít ỏi vật chất tối để nối kết chúng với nhau. Nó được đặt tên là Segue 2.

“Việc tìm thấy một thiên hà nhỏ bé như Segue 2 cũng giống như phát hiện ra một con voi còn nhỏ hơn con chuột”, theo tờ The Los Angeles Times dẫn lời James Bullock, nhà vũ trụ học thuộc Đại học California ở Irvine (Mỹ).

Thiên hà quá nhỏ bé Segue 2 gây chấn động giới thiên văn học - (Ảnh: UCI)

Giới thiên văn học từ lâu đã dự đoán về sự tồn tại của các thiên hà lùn này và cất công lùng sục trong nhiều năm.

Nếu không tìm được bất cứ thiên hà nào như Segue 2, chẳng khác nào phải thừa nhận rằng sự hiểu biết trên lý thuyết của con người về sự hình thành cấu trúc vũ trụ đã có những lỗi sai lầm trầm trọng, theo tiến sĩ Bullock.

Việc xác định được Segue 2, nhờ vào công của kính viễn vọng Keck ở Hawaii, được đánh giá là một phần nổi của tảng băng trôi khổng lồ.

Segue 2 là một trong những thiên hà phát ra ánh sáng yếu ớt nhất từng được ghi nhận, với độ sáng chỉ gấp 900 lần mặt trời, trong khi dải Ngân hà phải sáng hơn gấp 20 tỉ lần.

xem thêm  tại đây : click view

phát hiện ra hạt neutrino năng lượng cao

Lần đầu tiên kể từ 26 năm nay, các nhà khoa học đã phát hiện ra hạt neutrino năng lượng cao - đó là hạt cơ bản có thể trở thành “chìa khóa” để giải quyết nhiều vấn đề trong lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ.

Phát hiện đặc biệt kỳ lạ

Phát hiện được thực hiện bởi một nhóm các nhà khoa học Mỹ. Họ đã sử dụng kinh thien van IceCube chôn sâu dưới lớp băng tại Nam cực cho công việc nghiên cứu của mình. Kính thiên văn này bao gồm 5160 mô đun quang học, được dùng để phát hiện ánh sáng do lớp băng Nam cực phát ra khi có các hạt neutrino đập vào. Một cách tình cờ, các nhà khoa học phát hiện ra dấu vết các hạt neutrino năng lượng cao (mà họ gọi là Bert và Ernie, theo tên của hai nhân vật trong chương trình truyền hình dành cho thiếu nhi “Phố Vừng” của Mỹ) trong khi tìm kiếm tín hiệu từ các neutrino năng lượng thấp, sinh ra trong khí quyển trái đất.

Trước đó, vào năm 1987, các máy dò neutrino đặt dưới lòng đất cũng đã phát hiện được 3 hạt neutrino dường như đến từ các Đám mây Magellan. Trải qua 26 năm tiếp theo, các nhà khoa học cũng không phát hiện được thêm hạt neutrino nào có nguồn gốc từ ngoài Thái dương hệ nữa.

Các nhà nghiên cứu cho rằng hạt neutrino Bert và Ernie là đại diện cho những neutrino bay đến trái đất từ vũ trụ xa xôi. Xác suất để tóm bắt chúng là 1/370. “Đó là phát hiện đặc biệt kỳ lạ, khởi đầu cho lĩnh vực thiên văn dựa trên việc nghiên cứu các hạt năng lượng cao”, ông John Learned ở Trường Đại học Hawaii bình luận.

Những hạt neutrino năng lượng cao có ít khả năng hình thành trong khí quyển trái đất. Thậm chí nếu điều này xảy ra thì cũng không làm lu mờ thành công của các nhà khoa học, bởi vì cho đến nay những nghiên cứu dựa trên kính thiên văn IceCube không phát hiện ra các neutrino năng lượng cao đến như vậy trong khí quyển.

Hiện giờ, các nhà khoa học đang cố gắng tìm những chứng cớ thuyết phục để chứng minh các hạt neutrino năng lượng cao vừa được phát hiện có nguồn gốc từ ngoài vũ trụ.

Chúng ta tìm kiếm neutrino để làm gì?

Neutrino là hạt cơ bản, luôn là một bí ẩn đối với các nhà khoa học. Chúng không có điện tích. Khối lượng của chúng không đáng kể. Nhờ vậy neutrino có thể chuyển động trong vũ trụ mà không gặp trở ngại. Neutrino có thể đi xuyên qua vật chất; quỹ đạo của chúng không bị từ trường của các thiên thể trong vũ trụ làm cong (khác với trường hợp của điện tử).

Những đặc tính này một mặt gây cản trở công việc của các nhà khoa học, bởi chúng khiến cho việc phát hiện và theo đó là nghiên cứu neutrino trở nên rất khó khăn. Mặt khác, các hạt neutrino năng lượng cao có thể giúp các nhà khoa học phân tích sự bùng nổ của các siêu tân tinh.

Do chúng ta không thể đưa tàu thăm dò vũ trụ đến gần các vụ nổ như vậy, nên khả năng duy nhất để nghiên cứu chúng là tìm kiếm bức xạ hình thành trong quá trình diễn ra các hiện tượng bùng nổ siêu tân tinh. Thật tiếc là trước khi đến được trái đất, tia bức xạ bị từ trường của các hành tinh và ngôi sao làm cong hoặc hấp thụ hết.

Tuy nhiên, ngoài bức xạ, các siêu tân tinh còn gửi neutrino vào vũ trụ. Bởi vì các neutrino không chịu ảnh hưởng của các thiên thể mà chúng đi ngang qua, cho nên nếu chúng ta nghiên cứu được neutrino, thì chúng ta sẽ nhận được nhiều thông tin quý giá về các ngôi sao đang bùng nổ.ư

Không chỉ các siêu tân tinh tạo ra neutrino. Trong nhiều vật thể trong vũ trụ có thể xảy ra các phản ứng tạo ra các hạt này, chẳng hạn như trên mặt trời. Điều đó có nghĩa là khả năng tóm bắt các neutrino bay đến trái đất cho phép chúng ta nghiên cứu các khu vực xa xôi trong vũ trụ một cách chính xác hơn.

Hình ảnh cấu trúc 3D của tinh vân Nhẫn

Các nhà khoa học NASA đã sử dụng kính thiên văn Hubble xác định cấu trúc 3D của tinh vân Nhẫn. Qua đó, cấu trúc của nó có hình dạng như một cái bánh rán đông lạnh nằm trong vùng không gian sâu thẳm.

Những hình ảnh mới nhất về tinh vân Nhẫn cho phép các nhà khoa học quan sát một cách chi tiết nhất mà từ trước đến nay chưa một kính viễn vọng không gian nào có thể thực hiện được.

Hình ảnh cấu trúc 3D của tinh vân Nhẫn được chụp bởi kính thiên văn Hubble - (Ảnh: Space)

Ông C. Robert O'Dell - nhà thiên văn học thuộc Đại học Vanderbilt, Nashville, Tenn., cũng là người đứng đầu nghiên cứu - cho biết: “Hình dạng của tinh vân Nhẫn không giống chiếc nhẫn dựa trên nghiên cứu trước đây, nó giống một cái bánh rán đông lạnh hơn vì ở giữa tinh vân chứa đầy vật chất".

Tinh vân Nhẫn là lớp vỏ khí bùng nổ từ ngôi sao sắp chết, cách Trái đất 2.000 năm ánh sáng, thuộc chòm sao Lyra (Thiên Cầm) và rộng khoảng một năm ánh sáng. Tinh vân này hình thành cách đây 4.000 năm và là tinh vân thứ hai mà con người từng phát hiện.

Các nhà khoa học giải thích thêm ngôi sao này sau khi phình to ra tạo thành vùng không gian khổng lồ màu đỏ, bắt đầu lan tỏa những lớp khí ra xa, sau đó vỡ tung và trở thành ngôi sao lùn trắng. Ngôi sao sẽ phát ra ánh sáng tử ngoại có cường độ mạnh đốt cháy vùng khí xung quanh và tạo ra ánh sáng rực rỡ.

Ngoài ra, các nhà khoa học cũng sửng sốt khi phát hiện những nút thắt bất thường của vũ trụ tối với lượng khí dày đặc dọc theo phần rìa của tinh vân. Tốc độ mở rộng của tinh vân Nhẫn lên đến con số 69.200km/giờ và nó sẽ tiếp tục như vậy trong vòng 10.000 năm tiếp theo.

Bằng cách nghiên cứu các tinh vân, các nhà khoa học hi vọng sẽ hiểu hơn về Mặt trời của Trái đất, sẽ chết trong 6 tỉ năm.

tìm kiếm những hành tinh có khả năng nuôi dưỡng sự sống

Giới khoa học Trung Quốc sử dụng kính thiên văn ở Nam Cực để tìm kiếm những hành tinh có khả năng nuôi dưỡng sự sống.

Các nhà khoa học Trung Quốc đã dựng một kính thiên văn ở vị trí cao nhất tại Nam Cực vào đầu năm 2012. Vị trí này cách mực nước biển hơn 4.000m. Nhiệm vụ chính của kính là tìm kiếm những hành tinh có khả năng nuôi dưỡng sự sống bên ngoài hệ Mặt Trời. Họ sẽ tiếp tục lắp đặt hai kính thiên văn khác trong thời gian tới, Science Daily đưa tin.

Lifan Wang hy vọng rằng các nhà khoa học Trung Quốc sẽ tìm thấy một hành tinh giống trái đất trong dải Ngân Hà. (Ảnh: truthbook.com)

Lifan Wang - một nhà thiên văn của Đại học Nông nghiệp và Cơ khí Texas và cũng là giám đốc của Trung tâm Thiên văn Nam Cực tại thành phố Nam Kinh, Trung Quốc - tin rằng những nỗ lực tìm kiếm sự sống ngoài trái đất sẽ được đền đáp.

"Rất có thể loài người sẽ tìm thấy một hành tinh giống địa cầu trong vài năm tới. Một hành tinh như thế có thể tồn tại trong dải Ngân Hà và cách chúng ta vài nghìn năm ánh sáng", ông dự đoán.

Giống như nhiều nhà khoa học khác, Wang thừa nhận rằng loài người biết rất ít về sự sống.

"Có lẽ vài dạng sống không cần môi trường như trái đất. Một số dạng sống có thể tồn tại trong những môi trường cực kỳ khắc nghiệt", ông giải thích.

Nam Cực là lục địa sở hữu những điều kiện lý tưởng nhất đối với hoạt động quan sát vũ trụ. Nó có bề mặt rất phẳng. Bầu không khí Nam Cực không ô nhiễm nên quang đãng và ổn định. Nhiễu động khí rất hiếm khi xảy ra tại đây. Nhiệt độ tại Nam Cực có thể xuống tới mức - 80 độ C nên không khí ở đó rất khô, nhờ đó các nhà khoa học không gặp bức xạ từ mặt đất khi họ thu ánh sáng hồng ngoại.

Ngoài ra, màn đêm có thể bao phủ Nam Cực tới 4 tháng nên các nhà khoa học có thể theo dõi vũ trụ liên tục trong thời gian dài.'

Trung Quốc cũng lên kế hoạch xây dựng một đài quan sát thiên văn ở Nam Cực để tăng cường hoạt động nghiên cứu vũ trụ. Nếu quốc hội Trung Quốc phê chuẩn kế hoạch, đài thiên văn của họ sẽ bắt đầu hoạt động từ năm 2020.

Hình ảnh vành đai bụi ở tinh vân

Tinh vân Orion là một trong những mục tiêu ưa thích của các nhà thiên văn học muốn quan sát vũ trụ. Mới đây các chuyên gia Trung tâm Quan sát thiên văn phía nam của châu Âu (ESO) đã công bố những bức ảnh cho thấy một vành đai bụi ở tinh vân cách Trái đất 1.300 năm ánh sáng.

Vành đai bụi màu cam ở tinh vân Orion - (Ảnh: National Geographic)

Theo trang National Geographic, tinh vân Orion là một trong những tinh vân sáng nhất trên bầu trời, có thể quan sát được bằng mắt thường. Các bức ảnh của ESO cho thấy một vành đai bụi vũ trụ màu cam quanh tinh vân này, tỏa sáng rực rỡ qua lăng kính hồng ngoại, tuy nhiên không thể quan sát được bằng mắt thường.

Với các máy quay hồng ngoại, hệ thống kính thiên văn Atacama Pathfinder (APEX) của ESO, đặt tại vùng sa mạc ở Chile, các nhà thiên văn học có thể nhìn qua vành đai bụi lạnh lẽo này để quan sát thấy những ngôi sao trẻ đang được hình thành tại tinh vân Orion.

Các chuyên gia quốc tế đã tận dụng sức mạnh của hệ thống kính thiên văn ESO và Trung tâm Quan sát thiên văn Herschel trên quỹ đạo Trái đất để quan sát tinh vân Orion nhằm phát hiện các ngôi sao mới hình thành. Đến nay NASA đã tìm ra 15 ngôi sao trẻ tại khu vực này.

Trên sao kim có tồn tại sự sống ?

Nhiều năm qua, các nhà thiên văn học vẫn đang miệt mài tìm kiếm những hành tinh khác có hỗ trợ sự sống. Các nỗ lực này được thực hiện dựa trên kính thiên văn trên mặt đất và cả tàu vũ trụ, nhằm xác định những manh mối về tình trạng của những thế giới cách chúng ta hàng ngàn năm ánh sáng.

Nhưng tất cả các cuộc tìm kiếm đều dựa trên một nền tảng được chấp nhận rộng rãi – đó là các hành tinh này phải nằm trong “khu vực có sự sống”, một dải hẹp quanh các ngôi sao khác nơi bề mặt của một hành tinh quay quanh không quá nóng, cũng không quá lạnh và đặc biệt là có nước dạng lỏng. Mới đây, một số nhà thiên văn học đã đưa ra đề nghị: mở rộng việc tìm kiếm ra xa hơn những hành tinh giống Trái đất, bao gồm cả những hành tinh lạ, từ các hình tinh giống hành tinh Arrakis trong bộ phim viễn tưởng Dune (Đồi cát), hầu như không tồn tại nước dạng lỏng, đến các hành tinh khí khổng lồ đầy hydro.

“Chúng ta đều biết rằng nước cần thiết cho sự sống", theo giáo sư ngành Hành tinh học và Vật lý của Học viện MIT, Sara Seager, đồng thời là tác giả một bài viết đăng trên tạp chí Sciences, đề nghị rằng nên tìm kiếm sự sống ở những hành tinh bên ngoài hệ Mặt trời – vốn không nằm trong “khu vực có sự sống”. Sara Seager nói rằng: “Nếu một hành tinh ngoài hệ Mặt trời có tồn tại nước dạng lỏng trên bề mặt, thì nó có sự sống. Những hành tinh rất khác so với Trái đất có thể có nước trên bề mặt, với nhiệt độ tương tự như trên bề mặt Trái đất".

Không có định nghĩa về khoảng cách chính xác của “khu vực có sự sống”, vì nó phụ thuộc vào kích thước và độ sáng của các ngôi sao (các ngôi sao càng lớn và càng sáng thì “khu vực có sự sống” quanh nó sẽ lớn hơn). Khái niệm này đã được cân nhắc nhiều lần kể từ lần đầu tiên được đưa ra vào những năm 1960. Với những ngôi sao tương tự như Mặt trời của chúng ta, “khu vực có sự sống” hiện tại được thừa nhận là sẽ nằm trong khoảng giữa 0,99 và 1,70 đơn vị thiên văn (khoảng 148 triệu km đến 255 triệu km), theo đó thì Trái đất nằm gần ở vùng rìa trong cùng. Seager và các nhà khoa học khác nói rằng nên mở rộng việc tìm kiếm sự sống ngoài vũ trụ theo cả 2 hướng trong và ngoài để tìm một hệ Mặt trời tương tự cái của chúng ta, nằm ở giữa khoảng 0,5 và 10 đơn vị thiên văn.

Bề mặt của sao Kim, ảnh chụp bởi tàu vũ trụ Magellan của NASA năm 1991.

Theo đề xuất mới này thì cũng chỉ có ít hành tinh ngoài hệ Mặt trời ở khoảng cách không xa được thêm vào danh sách “sáng giá” khoảng 60 đến 70 hành tinh nằm trong “khu vực có sự sống” – ngoài 2.700 ứng viên mà các nhà khoa học đã xác định từ trước đến nay. Dù là ít ỏi nhưng việc mở rộng “khu vực có sự sống” cũng sẽ tăng cơ hội tìm được một hành tinh nào đó trong vũ trụ đang tồn tại các dạng sống. Đề xuất mở rộng khái niệm “khu vực có sự sống” vẫn giữ yếu tố có nước trên mặt như là một yêu cầu bắt buộc để sự sống có thể tồn tại, nhưng họ cũng lật lại kiến thức thông thường về những điều kiện có thể dẫn đến nước dạng lỏng. Ngay cả những hành tinh xa hơn nhiều hoặc gần hơn nhiều các ngôi sao của chúng so với khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời thì vẫn có thể tồn tại nước, Seager và các nhà khoa học khác đưa ra giải thuyết.

Với những hành tinh nằm ở khoảng cách gần so với ngôi sao mẹ của nó, ví dụ như sao Kim và Mặt trời, thì nó sẽ rơi vào tình trạng khô hạn, hầu hết bề mặt là sa mạc – đồng nghĩa nó sẽ không có nhiều hơi nước trong bầu khí quyển, mà chủ yếu là không khí nóng. Theo Seager thì: “hơi nước chính là khí gây hiệu ứng nhà kính nghiêm trọng nhất trên Trái đất. Vì một hành tinh có ít hơi nước sẽ không bị quá nóng nếu nó gần hơn với sao mẹ so với Trái đất và Mặt trời". Theo giả thuyết này thì trên Sao Kim có thể đã tồn tại sự sống cách đây hơn 1 tỷ năm, nhưng vì lượng hơi nước làm cho nó trở nên quá nóng khi cường độ ánh sáng của Mặt trời tăng dần lên, và có lẽ nguồn nhiệt đó đã khiến sự sống bị lụi tàn.

Các nhà khoa học khác thì chưa chắn chắn về giả thuyết đó. David Catling, một giáo sư ngành Hành tinh học và Sinh vật học vũ trụ của trường đại học Washington nói rằng: “Tôi nghĩ rằng một hành tinh giống trong bộ phim Dune là một ý tưởng hợp lý đến mức hoàn hảo. Tuy nhiên, tôi nghi ngờ rằng một hành tinh với hầu hết bề mặt khô ráo sẽ có mật độ dấu hiệu sinh học mà bạn có thể tìm thấy từ một nơi giống Trái đất với bề mặt có đại dương bao phủ". Catling chỉ ra rằng ý tưởng về một hành tinh giống như Arrakis có hỗ trợ sự sống được đưa ra trong một báo cáo năm 2011 của các nhà khoa học Mỹ và Nhật Bản. Bài viết mới của giáo sư Seager có tham khảo tài liệu này cùng nhiều tài liệu khác, bao gồm một số cái ủng hộ việc mở rộng “khu vực có sự sống” ra xa hơn tới sao Thổ, hay những hành tinh có bầu khí quyển giàu hydro.

Ảnh sao Thổ do tàu vũ trụ Voyager 2 chụp.

Seager cho rằng: “Hydro có thể khiến các hành tinh có quỹ đạo tương đương Trái đất trở nên quá nóng, nhưng nó cũng mở rộng “khu vực có sự sống” vì nó làm cho các hành tinh này nóng hơn dù xa sao mẹ". Tuy nhiên Catling lại không đồng ý, ông lập luận rằng, các vi sinh vật nước trên Trái đất đã tiêu thụ khí hydro, loại bỏ nó khỏi bầu khí quyển. Do đó, nếu một hành tinh có nhiều khí hydro trong bầu khí quyển, thì sẽ không có sự hiện diện của các vi sinh vật nước, do đó sự sống có thể không tồn tại.

Dù vậy một trong những nhà khoa học đề xuất khái niệm mới về “khu vực có sự sống” nói rằng các hành tinh ngoài hệ Mặt trời với bầu khí quyển giàu hydro là những ứng viên sáng giá cho khả năng tồn tại sự sống, bao gồm những hành tinh “lang thang” (rogue-planet), trôi một mình trong không gian liên sao mà không có bất kỳ ngôi sao mẹ nào ở gần để “làm nóng” nó. James Kasting, giáo sư ngành khoa học địa chất của trường đại học Pennsylvania nói rằng: “Các hành tinh với bầu khí quyển nhiều hydro có thể vẫn còn sự sống cho dù nó không còn bay quanh các ngôi sao mẹ của chúng. Vì thế, “khu vực có sự sống” có thể nằm ở bất cứ đâu! Nhưng điều này sẽ dẫn đến sự tranh luận thêm về khái niệm "khu vực có sự sống"".

Ảnh đồ hoạ về hành tinh "lang thang" trôi một mình trong không gian liên sao.

Kasting cũng nói thêm chúng ta nên giữ khái niệm tiêu chuẩn về “khu vực có sự sống” trong đầu cho đến khi có các loại kính thiên văn săn hành tinh mới. “Nó giúp chúng ta đưa ra các tiêu chí để tạo ra các loại kính thiên văn to bao nhiêu và tốt bao nhiêu để có thể tìm kiếm những hành tinh có sự sống". Nhưng Kasting cũng ủng hộ tính khả thi của khái niệm mở rộng “khu vực có sự sống” một khi chúng ta có các loại kính thiên văn mới. “Chúng ta đều biết rằng sự sống không bắt nguồn từ Trái đất. Vì thế nếu chúng ta có thể tìm được các hành tinh tương tự Trái đất và tìm kiếm những bằng chứng về sự sống, chắc chắc chúng ta sẽ có được câu trả lời thoả đáng” cho câu hỏi liệu chúng ta có cô độc trong vũ trụ bao la này.

hình ảnh luồng khí cực nóng đang bị hút về một siêu hố đen

Kính thiên văn không gian Herschel đã gây nên sự ngạc nhiên lớn cho các nhà thiên văn học, khi quan sát được luồng khí cực nóng đang bị hút về một siêu hố đen ở trung tâm dải Ngân hà của chúng ta, UPI dẫn các nhà khoa học Mỹ cho hay.

"Hố đen dường như đang nuốt chửng luồng khí", theo nhà khoa học Paul Goldsmith thuộc Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực (đặt tại Pasadena, California) của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA), "Điều này chỉ cho chúng ta thấy cách thức siêu hố đen phát triển".

Hình mô tả dải Ngân hà và trung tâm của nó với những đám mây khí bụi ken chặt, cọ
sát mạnh trong lúc bị hút vào siêu hố đen, tạo nên một nhiệt độ cực cao - (Ảnh: NASA)

Paul Goldsmith cũng là người tham gia trong Kính thiên văn không gian Herschel, một dự án thuộc Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) mà NASA là đối tác quan trọng trong dự án.

Theo NASA, hố đen ở trung tâm dải Ngân hà có khối lượng gấp bốn triệu lần khối lượng mặt trời và nằm cách hệ mặt trời của chúng ta khoảng 26.000 năm ánh sáng.

Điều tạo nên ngạc nhiên lớn nhất trong phát hiện của Herschel là nhiệt độ của luồng khí ở khu trung tâm của dải Ngân hà cực cao, lên đến ít nhất 1.000 độ C, nóng hơn rất nhiều so với những luồng khí cùng loại ở giữa các ngôi sao là âm 273 độ C.

Theo các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực thì nhiệt độ cực cao trên có thể được tạo ra bởi "những cú sốc mạnh", khi các đám mây khí có sự va chạm và cọ sát vào nhau trong quá trình bị hút chảy mạnh vào hố đen.

khoahoc.com.vn