Trong dải ngân hà có bao nhiêu vì sao
|
TPO - Ánh sáng trên bầu trời đêm chủ yếu là từ các ngôi sao có tuổi trung bình nằm dọc theo dải Ngân hà. Vậy các ngôi sao hình thành như thế nào, có bao nhiêu vì sao trong vũ trụ, ngôi sao nào chạy nhanh nhất?
Sao được hình thành như thế nào? Sao, định tinh, hay hằng tinh là một quả cầu plasma sáng, khối lượng lớn được giữ bởi lực hấp dẫn. Ngôi sao gần Trái Đất nhất là Mặt Trời, nó là nguồn của hầu hết năng lượng trên Trái Đất. Nhiều ngôi sao khác có thể nhìn thấy được trên bầu trời đêm, khi chúng không bị lu mờ đi dưới ánh sáng của Mặt Trời. Về mặt lịch sử, hầu hết các ngôi sao sáng và nhìn thấy bằng mắt thường nằm trên thiên cầu được nhóm lại cùng nhau thành các chòm sao và các mảng sao, và những ngôi sao sáng nhất đều được đặt những tên gọi riêng. Ƭrong các thiên hà, có rất nhiều đám mâу rất xốp gồm khí và bụi. Các đám mâу này được gọi là các tinh vân. Ƭrọng lực tạo ra các cục đặc trong các đám mâу xốp này. Khi một trong những cục nàу bắt đầu trở nên rắn, chắc và cứng hơn, cũng là lúc khối lượng riêng củɑ chúng tăng lên. Khối lượng riêng Ƅiểu thị mức độ một vật đặc, cứng và khả năng kết dính cɑo. Lõi của các cục khí đặc cứng nàу cũng ngày càng nóng hơn và khi đạt đến một nhiệt độ nhất định (hàng triệu độ) thì một điều vô cùng đặc Ƅiệt bắt đầu xảy ra bên trong nó. Đó là các nguyên tử hydro kết hợρ với nhau tạo thành helium. Khi các nguyên tử hydro kết hợp với nhau tạo thành helium thì xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân hay còn gọi là phản ứng nhiệt hạch. Quá trình này giải phóng ra rất nhiều năng lượng và đây chính là lúc một ngôi sao ra đời.
 Christopher Conselice – một giáo sư về vật lý thiên văn tại Đại học Nottingham, Anh - và các đồng nghiệp của ông cho hay, có khoảng 2.000 tỷ thiên hà trong vũ trụ và trung bình quanh mỗi thiên hà có khoảng 100 triệu ngôi sao. Nhân số lượng thiên hà – khoảng 2.000 tỷ - với 100 triệu ngôi sao trong 1 thiên hà thì có thể có 1019 ngôi sao trong vũ trụ. Cuộc sống và cái chết của một ngôi sao Giống như chúng ta, các ngôi sao sinh ra, sống, rồi chết đi. Thời gian tồn tại của một ngôi sao phụ thuộc vào khối lượng của nó khi ra đời. Các ngôi sao sáng, có khối lượng nhỏ thì sống lâu vô cùng. Mặt trời cũng chính là một ngôi sao. Đến nay, mặt trời đã tồn tại được khoảng 4,5 tỉ năm và hiện nay đang ở thời kì giữa của toàn bộ thời gian sống của nó. Trong 5 tỉ năm tới mặt trời sẽ ngày càng to ra nhưng sau đó nó sẽ bắt đầu tàn lụi và cuối cùng sẽ chết. Những ngôi sao nặng hơn Mặt trời thì thời gian sống ngắn hơn nhiều. Những ngôi sao nặng nhất chỉ sống khoảng 1 triệu năm nhưng cái chết của chúng thì đẹp mắt, hay ho hơn nhiều so với cái chết lặng lẽ, dần dần của những ngôi sao giống như mặt trời của chúng ta. Chúng ra đi bằng một vụ nổ khổng lồ và các nhà khoa học gọi hiện tượng này là siêu tân tinh.
Các ngôi sao phát sáng như thế nào? Nguồn clip youtube. Các bạn đã bao giờ nghe thấy người ta nói “chúng ta sinh ra từ cát bụi” chưa? Điều đó là thật! Bên trong một ngôi sao, các nguyên tử helium kết hợp với nhau sinh ra carbon, carbon là nguồn gốc của các chất hóa học tạo thành cơ thể chúng ta và tất cả mọi sự sống trên Trái Đất.Ngôi sao nhanh nhất trong dải Ngân hà Nhóm chuyên gia của Tổ chức Nghiên cứu vũ trụ châu Âu tại bán cầu nam (ESO) cho hay, ngôi sao US 708 đang di chuyển với tốc độ 1.200 km/s, hay 4,3 triệu km/giờ."Với tốc độ này, bạn có thể đi từ Trái Đất lên Mặt Trăng chỉ trong 5 phút". US 708 được coi là ngôi sao nhanh nhất trong dải Ngân hà mà các nhà thiên văn học từng phát hiện. Tốc độ cao sẽ cho phép nó thoát khỏi lực hấp dẫn của thiên hà và tiến vào vùng không gian giữa các thiên hà. Ngôi sao này được phát hiện lần đầu vào năm 2005.
Trong ấn tượng của người cổ đại, chỉ có một Mặt Trời duy nhất trên bầu trời. Tuy nhiên, các kết quả khám phá khoa học hiện đại cho thấy, Mặt Trời chỉ là một trong vô vàn ngôi sao của dải Ngân Hà. Vậy có bao nhiêu "mặt trời" trong dải Ngân Hà? Vào ban đêm, khi bạn nhìn lên bầu trời đầy sao, những ngôi sao bạn có thể nhìn thấy bằng mắt thường đều là những ngôi sao ở gần Trái Đất nhất. Dải Ngân Hà là một thiên hà xoắn ốc có đường kính xấp xỉ 100 ngàn năm ánh sáng. Theo ước tính của các nhà khoa học, có khoảng 100 đến 400 tỉ ngôi sao trong dải Ngân Hà, Mặt Trời của chúng ta chỉ là một trong số đó. Ngôi sao là một loại thiên thể phát ra ánh sáng và sinh nhiệt. Nó được cấu tạo chủ yếu bởi hydro và dựa vào phản ứng tổng hợp hạt nhân bên trong để cung cấp một dòng năng lượng ổn định. Vì khối lượng khác nhau, các ngôi sao trong vũ trụ không hoàn toàn giống nhau. Các nhà khoa học phân loại các ngôi sao theo quang phổ, ví dụ, Mặt Trời được xếp vào nhóm sao lùn vàng. Tuy nhiên, sao lùn vàng không phải là loại chiếm số lượng nhiều nhất trong dải Ngân Hà. Vị trí thứ nhất này thuộc về số lượng sao lùn đỏ, chiếm khoảng 82%, trong khi sao lùn vàng chỉ chiếm khoảng 3%. Nếu dải Ngân Hà có 200 tỉ ngôi sao, thì khoảng 6 tỉ ngôi sao trong số đó là sao lùn vàng. Chúng đều là những ngôi sao tương tự như Mặt Trời, với quang phổ và nhiệt độ bề mặt tương đối gần với nhiệt độ của Mặt Trời. Vì cần có đủ nhiệt độ và áp suất để tạo ra phản ứng nhiệt hạch, nên khối lượng của một ngôi sao sẽ có giới hạn thấp hơn. Nếu khối lượng quá lớn, cấu trúc của ngôi sao sẽ không ổn định. Nói chung, khối lượng các ngôi sao trong vũ trụ thường nằm trong khoảng từ 0,08 lần đến 300 lần khối lượng Mặt Trời. Trong đó, khối lượng một sao lùn đỏ bằng khoảng 0,08 đến 0,4 lần, khối lượng một sao lùn vàng gấp khoảng 0,8 đến 1,2 lần khối lượng Mặt Trời. Những ngôi sao có khối lượng nằm giữa sao lùn đỏ và sao lùn vàng được gọi là sao lùn cam, chiếm khoảng 8% trong dải Ngân Hà. Ngôi sao gần Mặt Trời nhất là Proxima Centauri - một sao lùn đỏ có khối lượng bằng 1/10 khối lượng Mặt Trời. Thông thường, các ngôi sao có khối lượng càng lớn thì số lượng càng hiếm. Trên thực tế, hầu hết các ngôi sao trong toàn bộ vũ trụ đều là những ngôi sao có khối lượng nhỏ hơn Mặt Trời, chủ yếu là sao lùn đỏ. Mặt Trời có khối lượng lớn hơn 90% các ngôi sao trong dải Ngân Hà. Khối lượng của ngôi sao càng nhỏ thì phản ứng tổng hợp hạt nhân bên trong càng chậm và tuổi thọ càng dài. Mặt Trời có tuổi thọ khoảng 10 tỉ năm, trong khi tuổi thọ của sao lùn đỏ thường là hàng trăm tỉ năm. Ngôi sao có khối lượng nhỏ nhất được biết đến trong vũ trụ là J0523 - một ngôi sao lùn đỏ có tuổi thọ lên tới hàng nghìn tỉ năm. R136a1 - ngôi sao lớn nhất được biết đến trong vũ trụ - có khối lượng gấp 265 lần khối lượng của Mặt Trời. Do phản ứng nhiệt hạch mạnh mẽ bên trong, tuổi thọ của nó chỉ kéo dài vài triệu năm.
Từ trái qua phải: Mặt Trời - J0523 - sao Mộc Hơn 80% dải Ngân Hà là hệ thống nhiều sao. Một hệ như vậy sẽ có nhiều "mặt trời" trên bầu trời nếu có sự xuất hiện của các hành tinh. Tuy nhiên, sự vận hành của hệ nhiều sao không ổn định, thậm chí hành tinh trong hệ sao khó sinh ra sự sống. Hành tinh mà nhiều giả thuyết cho rằng có thể trở thành ngôi sao thứ hai là sao Mộc, hành tinh lớn nhất Hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, thật may mắn là điều đó đã không xảy ra, nếu không sự sống trên Trái Đất đã không xuất hiện. Theo Sohu Chúng ta đều biết trái đất là một hành tinh (planet) nằm trong Thái Dương Hệ (solar system) và quay quanh một tinh cầu (star) là mặt trời. Thái Dương Hệ lại nằm trong một thiên hà (galaxy) gọi là Ngân Hà (Milky Way). Ở vùng đồng quê vào những đêm trời trong và không trăng mà nhìn lên trời thì thấy Ngân Hà là một dải trắng mờ mờ vô vàn tinh tú vắt ngang qua bầu trời. Chắc cũng có nhiều người tự hỏi Ngân Hà rộng lớn như thế nào và có bao nhiêu sao? Đơn vị đo khoảng cách trong vụ trụ Vì vũ trụ quá rộng lớn nên không thể dùng đơn vị đo khoảng cách như cây số hay dặm được mà phải dùng một đơn vị đặc biệt gọi là năm-ánh sáng (light year). Một năm-ánh sáng là khoảng cách ánh sáng đi trong chân không trong một năm. Vận tốc của ánh sáng là khoảng 300,000 cây số một giây. Một năm-ánh sáng là một khoảng cách rất là lớn, cỡ 9,500,000,000,000 kílô mét. Ánh sáng đi từ trái đất tới mặt trời chỉ mất khoảng 8.3 phút. Các nhà thiên văn học thì lại thích dùng một đơn vị đo khoảng cách khác, gọi là parsec. Một parsec bằng 3.26 năm-ánh sáng và được định nghĩa là chiều dài có được khi một đơn vị thiên văn (Astronomical Unit, viết tắt là A.U.) đối diện với một góc một arcsecond (tức là 1/3600 độ). Một ngàn parsec là một kilô parsec, có ký hiệu kpc. Một đơn vị thiên văn là khoảng cách trung bình từ trái đất tới mặt trời, tức là khoảng 150 triệu kilô mét. Dải Ngân Hà Dải Ngân Hà gồm có các vì sao, khí (phần lớn là khí hyđrô), bụi và vật chất tối (dark matter). Tất cả được giữ gần với nhau bởi lực hấp dẫn. Ngân Hà hay còn gọi là Sông Ngân là từ tiếng Hán mà ra. Người Trung Hoa thời xưa nhìn lên trời và thấy một dảimàu trắng bạc vắt qua bầu trời nên gọi là Ngân Hà (dịch sát nghĩa là sông bạc). Milky Way là dịch từ chữ La Tinh via lactea, chữ đó lại từ chữ Hy Lạp galaxías kýklos, có nghĩa là Milky Circle. Năm 1610, ông Galileo dùng kính thiên văn do ông ta sáng chế ra để quan sát Ngân Hà và ông ta khám phá ra ánh sáng màu bạc của Sông Ngân là từ cả tỷ ngôi sao trong đó. Từ xưa con người nhất là các nhà thiên văn học đã tò mò muốn biết Ngân Hà có bao nhiêu sao, to lớn cỡ nào và hình dáng ra sao. Nhưng con người quá nhỏ nhoi và không ra khỏi vòng trái đất thì làm sao biết được những gì ở ngoài vũ trụ? Tuy vậy các nhà khoa học không nản chí và cũng vẫn cố dùng những nguyên tắc khoa học để ước đoán những con số về Ngân Hà. Hình dạng của Ngân Hà Chúng ta sống ở ngay trong Ngân Hà, không thể ra ngoài để nhìn vào toàn thể Ngân Hà để biết được hình dạng của nó. Nhưng cũng có nhiều dấu hiệu giúp ta đoán được hình dạng của Ngân Hà. Dấu hiệu thứ nhất: Ngân Hà là một dải quy tụ vô số tinh cầu trải qua bầu trời. Dải như vậy có nghĩa Ngân Hàtương đối phẳng. Vì nếu không phẳng thì các vì sao trong Ngân Hà phải tản mác khắp bầu trời. Quan sát các thiên hà khác, các nhà thiên văn học biết là có ba loại thiên hà: một loại hình elip, một loại hình xoắn và loại có hình thể bất thường. Dùng thiên văn kính để chụp hình Ngân Hà ở nhiều lúc khác nhau thì thấy là Ngân Hà không phải thuộc loại hình elip. Vì nếu là hình elip thì sao trong Dải Ngân Hà phải trải khắp bầu trời chứ không tập trung vào một dải như vậy. Các nhà thiên văn học định vị trí các vì sao trẻ và các đám mây khí hyđrô bị ion hóa trong Ngân Hà, sau đó so sánh với các thiên hà khác thì thấy là Ngân Hà là một thiên hà có hình xoắn. Lúc đầu có nhiều tranh cãi là Ngân Hà có hai hay bốn nhánh. Những thông tin mới nhất cho biết là Ngân Hà có bốn nhánh tỏa ra như hình minh họa sau: Cách ước tính số tinh cầu trong Ngân Hà Có nhiều ước tính về số sao trong Ngân Hà, từ 100 tới hơn 300 tỷ tinh cầu. Từ đâu mà có những con số đó, dĩ nhiên là không thể đếm từng ngôi sao một. Có nhiều cách để ước tính số sao trong Ngân Hà, thí dụ ước tính bằng ánh sáng phát ra từ các tinh cầu. Tuy nhiên không có phương cách nào hoàn hảo cả. Ước tính bằng trọng lượng Cách này được các nhà thiên văn học dùng nhiều hơn cả. Trước hết các các nhà khoa học tính xem khối lượng của Ngân Hà là bao nhiêu, rồi định xem bao nhiêu phần trăm khối lượng là từ các tinh cầu. Sau đó ước định trọng lượng của một tinh cầu trung bình. Như vậy sẽ tính được khoảng bao nhiêu tinh cầu. Nhờ vào định luật thứ ba của Kepler và định luật hấp dẫn của Newton các nhà khoa học có thể tính ra được tổng số trọng lượng của Ngân Hà. Theo Giáo Sư Kornreich tại đại học Ithaca College thì 90% khối lượng là từ vật chất tối, chỉ có 3% khối lượng là từ các tinh cầu. Nếu cho mặt trời là một tinh cầu trung bình thì có một ước tính tổng số các vì sao trong Ngân Hà. Nhưng mặt trời chưa chắc là một tinh cầu trung bình trong Ngân Hà. Có rất nhiều tinh cầu có trọng lượng nhỏ hơn mặt trời, thí dụ như tinh cầu còi đỏ (red dwarf star). Nếu coi tinh cầu còi đỏ là tinh cầu trung bình thì lại có một con số khác, lớn hơn số trước. Cách ước tính chiều dài của Ngân Hà Có nhiều cách ước tính độ xa của các tinh cầu, thí dụ sự chuyển động hay độ sáng của các tinh cầu. Phương pháp tốt nhất được gọi là liên hệ chu kỳ – độ phát sáng (period – luminosity relation). Có nhiều sao có tính chất là bề mặt co và dãn theo một định kỳ. Khi co dãn như vậy thì độ phát sáng cũng thay đổi theo. Dùng những dữ kiện đó các nhà thiên văn học có thể ước tính độ xa của các tinh cầu. Từ đó suy ra chiều dài của Ngân Hà.Với cách tính này Ngân Hà có chiều dài khoảng 100,000 năm-ánh sáng hay 30 kpc. Thu thập tất cả những ước tính và phỏng đoán thì mặt trời của Thái Dương Hệ chúng ta nằm vào khoảng 2/3 kể từ trung tâm của Ngân Hà. Thái Dương Hệ xoay vòng quay trung tâm với vận tốc rất nhanh, vài trăm cây số một giây. Tuy nhiên cũng phải mất khoảng 230 triệu năm mới quay hết một vòng. Trung tâm Ngân Hà là một hố đen (black hole) khổng lồ. Hình minh họa vị trí của mặt trời trong Ngân Hà: Thiên Hà Ngân Hà là một thiên hà (galaxy) đặc biệt trong đó có Thái Dương Hệ của chúng ta. Trước thập niên 1920 các nhà thiên văn học nghĩ rằng tất cả các sao trên trời đều thuộc về Ngân Hà. Năm 1923, nhà thiên văn học Edwin Hubble dùng kính thiên văn đặt trên đỉnh núi Mount Wilson ở California khám phá ra một số sao trong tinh vân (nebula) Andromeda. Ông ta ước tính khoảng cách của các sao đó và thấy là chúng ở ít nhất là 10 lần xa hơn sao xa nhất trong Ngân Hà. Như vậy Andromeda phải ở trong một thiên hà khác với Ngân Hà. Tinh Vân Andromeda thật ra là một thiên hà. Như vậy chắc sẽ có nhiều thiên hà nữa. Kể từ khám phá của ông Hubble các nhà thiên văn học đã thay đổi cái nhìn của họ về vũ trụ. Càng về sau người ta càng khám phá thêm nhiều thiên hà nữa. Dùng kính thiên văn Hubble thì các nhà thiên văn học hiện nay ước tính là có khoảng 100 tỷ thiên hà. Con số còn có thể tăng thêm nữa. Thiên hà Andromeda là thiên hà hàng xóm của chúng ta với khoảng cách là 800 kpc. (Hà Dương Cự) Nguồn tài liệu:
Copyright © 2018, Người Việt Daily News Lưu ý: Để mở âm thanh, xin bấm vào nút |
