Sự kiện nổ của một ngôi sao là một hiện tượng rất hấp dẫn trong lãnh vực thiên văn học. Tuy nhiên, những hậu quả của nó có thể còn đầy kịch tính hơn. Một ví dụ điển hình là tàn dư của siêu tân tinh Cassiopeia A (Cas A), được quan sát bằng ảnh hồng ngoại mới nhất từ Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA. Vụ nổ sao đã diễn ra cách đây 340 năm và được quan sát từ Trái đất.
Cas A là tàn dư trẻ nhất của một ngôi sao khổng lồ đang phát nổ trong thiên hà của chúng ta, cung cấp cơ hội tuyệt vời để nghiên cứu các tính chất của siêu tân tinh. Theo Danny Milisavljevic, nhà nghiên cứu tại Đại học Purdue ở Tây Lafayette, Cas A cung cấp cơ hội tốt nhất để tìm hiểu về cấu trúc và quá trình phát nổ của một ngôi sao. Các quan sát của chương trình Webb được ghi lại bởi nhà nghiên cứu chính của chương trình, Indiana.
Theo Tea Temim, nhà nghiên cứu tại Đại học Princeton ở Princeton, New Jersey và đồng điều tra viên của chương trình, những chi tiết đáng kinh ngạc của tàn dư được quan sát thấy trong ảnh hồng ngoại mới nhất từ James Webb chưa từng được quan sát trước đây.
Tàn dư Cassiopeia A là một đối tượng nghiên cứu rộng rãi bởi nhiều đài quan sát trên mặt đất và không gian, bao gồm cả Đài quan sát tia X Chandra của NASA. Các nhà khoa học có thể kết hợp các quan sát đa bước sóng để hiểu sâu hơn về tính chất của tàn dư này
Phân tích hình ảnh
Hình ảnh đầy đủ
Hình ảnh mới của Cas A đang thu hút sự chú ý của những nhà khoa học với nhiều thông tin khoa học quan trọng đang được khám phá. Ánh sáng hồng ngoại đã được chuyển đổi thành ánh sáng nhìn thấy, tạo ra một bức tranh đầy màu sắc và tinh tế. Tại vùng bề ngoài của bong bóng, đặc biệt là ở phía trên và bên trái, có những tấm rèm vật liệu màu cam và đỏ do phát xạ từ bụi ấm, đánh dấu vị trí vật chất bị đẩy ra từ ngôi sao phát nổ và xâm nhập vào khí và bụi xung quanh sao.
Trong lớp vỏ bên ngoài, có những sợi lốm đốm màu hồng sáng, được tạo ra từ sự phát thải của vật chất trong ngôi sao, bao gồm nhiều nguyên tố nặng khác nhau như oxy, argon và neon. Những sợi lốm đốm này có đính các cục và nút thắt, tượng trưng cho sự tương tác phức tạp giữa các thành phần khác nhau trong sao.
Ilse De Looze, một nhà nghiên cứu từ Đại học Ghent ở Bỉ cho biết rằng, đang cố gắng xác định và phân tích các nguồn phát thải này để có thể hiểu rõ hơn về cấu trúc và thành phần của sao.
Vật chất bên trong của sao được mô tả như những sợi mờ nhạt, nằm gần bên trong khoang.
Một chi tiết đặc biệt nổi bật trong hình ảnh là một vòng lặp màu xanh lá cây kéo dài qua phía bên phải của khoang trung tâm. Được đặt tên là “Quái vật xanh”, nó tạo ra một hình ảnh độc đáo và bất ngờ. Nếu quan sát kỹ, ta có thể thấy rằng nó có những lỗ rỗ giống như những bong bóng nhỏ. Hình dạng và độ phức tạp của “Quái vật xanh” đều rất khó hiểu và đòi hỏi sự tìm hiểu thêm từ các nhà khoa học.
Nguồn gốc của bụi vũ trụ
Trong số các câu hỏi khoa học mà Cas A có thể giúp trả lời là: Bụi vũ trụ đến từ đâu? Các quan sát đã phát hiện ra rằng ngay cả những thiên hà rất trẻ trong vũ trụ sơ khai cũng tràn ngập một lượng bụi khổng lồ. Việc giải thích nguồn gốc của loại bụi này mà không gọi đến siêu tân tinh, thứ phun ra một lượng lớn các nguyên tố nặng (các khối bụi xây dựng) trong không gian là vô cùng khó khăn.
Tuy nhiên, các quan sát siêu tân tinh hiện tại vẫn chưa thể giải thích được lượng bụi mà chúng ta quan sát thấy trong các thiên hà sơ khai đó. Nhờ nghiên cứu Cas A cùng với Webb, các nhà thiên văn học hy vọng sẽ hiểu rõ hơn về hàm lượng bụi của nó, điều này có thể cung cấp thông tin quan trọng cho hiểu biết của chúng ta về nơi tạo ra các khối xây dựng của các hành tinh và chính chúng ta.
Temim cho biết: “Trong Cas A, chúng tôi có thể giải quyết không gian các khu vực có thành phần khí khác nhau và xem xét loại bụi nào được hình thành ở những khu vực đó. Siêu tân tinh, thứ đã hình thành Cas A, đóng một vai trò quan trọng đối với sự sống như chúng ta biết. Chúng truyền tải các nguyên tố như canxi trong xương và sắt trong máu khắp không gian giữa các vì sao, tạo ra cơ hội cho sự hình thành của các thế hệ sao và hành tinh mới.
Milisavljevic cho biết: “Bằng cách hiểu quá trình nổ tung của các vì sao, chúng ta đang đọc câu chuyện về nguồn gốc của chính mình. “Tôi sẽ dành phần còn lại của sự nghiệp để cố gắng hiểu những gì trong bộ dữ liệu này.”
Tàn dư Cas A kéo dài trong khoảng 10 năm ánh sáng và nằm cách xa chúng ta 11.000 năm ánh sáng trong chòm sao Cassiopeia.