Cụm sao R136, nơi những ngôi sao này xuất phát, nằm cách Trái Đất khoảng 158.000 năm ánh sáng. Đây là một khu vực hình thành sao khổng lồ trong Tinh vân Tarantula, một phần của Đám mây Magellan Lớn, chứa hàng trăm nghìn ngôi sao, bao gồm cả những ngôi sao khổng lồ nhất từng được phát hiện.
Một số ngôi sao tại đây có khối lượng gấp 300 lần Mặt Trời , phát ra lượng năng lượng mạnh mẽ gấp hàng triệu lần so với ngôi sao của chúng ta. Tuy nhiên, không phải tất cả các ngôi sao trong cụm này đều giữ nguyên vị trí của mình.
Các nhà khoa học nhận thấy rằng một số lượng đáng kể ngôi sao đã bị đẩy khỏi R136 trong hai đợt riêng biệt diễn ra trong vòng 2 triệu năm qua. Một số trong đó di chuyển với tốc độ hơn 100.000 km/h, tức là nhanh gấp 80 lần tốc độ âm thanh trên Trái Đất . Những ngôi sao này lớn đến mức cuối cùng chúng có thể kết thúc vòng đời bằng các vụ nổ siêu tân tinh, để lại những lỗ đen hoặc sao neutron.
Đây là lần đầu tiên giới khoa học ghi nhận số lượng lớn "ngôi sao chạy trốn" từ một cụm sao duy nhất, mở ra những câu hỏi mới về sự hình thành và tiến hóa của các cụm sao trong vũ trụ.
Nhóm nghiên cứu do Mitchell Stump, một nhà khoa học tại Đại học Amsterdam, dẫn đầu đã sử dụng dữ liệu từ kính viễn vọng Gaia để theo dõi chuyển động của các ngôi sao này. Gaia là một dự án quan trọng của ESA nhằm tạo ra bản đồ 3D chi tiết nhất về Dải Ngân hà và các thiên hà lân cận.
Nhờ khả năng theo dõi chính xác vị trí và vận tốc của hàng tỷ ngôi sao, kính viễn vọng này đã giúp các nhà khoa học phát hiện ra hiện tượng di chuyển bất thường của những ngôi sao trong R136, đồng thời làm tăng số lượng "ngôi sao chạy trốn" mà con người từng biết lên gấp 10 lần.
Lý do chính khiến các ngôi sao này bị "trục xuất" khỏi R136 liên quan đến lực hấp dẫn mạnh mẽ giữa chúng. Khi các ngôi sao hình thành trong một môi trường dày đặc, chúng có thể tương tác hấp dẫn với nhau, làm quỹ đạo của chúng trở nên hỗn loạn.
Trong một số trường hợp, sự tương tác này có thể đẩy một số ngôi sao ra khỏi cụm, khiến chúng trở thành những "ngôi sao chạy trốn" lang thang trong không gian liên thiên hà. Điều đáng chú ý là hiện tượng này không chỉ diễn ra một lần tại R136 mà có tới hai sự kiện lớn đã xảy ra trong vòng 2 triệu năm qua.
Sự kiện đầu tiên diễn ra cách đây 1,8 triệu năm, khi cụm sao mới hình thành. Trong giai đoạn này, các ngôi sao bị đẩy ra với nhiều hướng khác nhau và tốc độ cao. Sự kiện thứ hai diễn ra cách đây khoảng 200.000 năm, nhưng lần này, các ngôi sao không phân tán ngẫu nhiên mà di chuyển theo một hướng cụ thể với tốc độ chậm hơn.
Các nhà khoa học tin rằng sự kiện thứ hai có thể liên quan đến sự tương tác giữa R136 và một cụm sao khác gần đó. Cụm sao này chỉ mới được phát hiện vào năm 2012 và có khả năng hai cụm này sẽ hợp nhất trong tương lai.
Trong vài triệu năm qua, những sự kiện này có thể đã khiến R136 mất đi tới một phần ba số ngôi sao khổng lồ của nó, gây ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của cụm cũng như cách mà các cụm sao tác động đến thiên hà xung quanh.
Phát hiện này không chỉ giúp giới thiên văn hiểu rõ hơn về cách các cụm sao tiến hóa mà còn đặt ra câu hỏi về ảnh hưởng của các ngôi sao khổng lồ đối với sự hình thành thiên hà.
Những ngôi sao trong R136 có thể sáng hơn Mặt Trời hàng triệu lần, nhưng điều đó đi kèm với một cái giá: chúng nhanh chóng tiêu thụ hết nhiên liệu và có vòng đời ngắn hơn rất nhiều so với các ngôi sao nhỏ hơn như Mặt Trời .
Trong khi Mặt Trời có thể tồn tại khoảng 10 tỷ năm, những ngôi sao này chỉ có tuổi thọ vài triệu năm trước khi phát nổ thành siêu tân tinh. Sự phát tán của những ngôi sao này có thể ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc của thiên hà và thậm chí cả quá trình tiến hóa của vũ trụ.
Theo Lex Kapel, một thành viên trong nhóm nghiên cứu, sự kiện này có thể đóng vai trò quan trọng trong quá trình tái ion hóa vũ trụ, một giai đoạn thiết yếu trong lịch sử của vũ trụ diễn ra khoảng 1 tỷ năm sau vụ nổ Big Bang.
Khi các ngôi sao khổng lồ phát ra lượng lớn tia cực tím, chúng có thể ion hóa khí hydro trong không gian liên thiên hà, tác động đến sự hình thành và phát triển của các thiên hà sơ khai.
Nhóm nghiên cứu cho biết mục tiêu chính của họ là kiểm tra khả năng của kính viễn vọng Gaia trong việc theo dõi chuyển động của các ngôi sao trong các cụm sao xa. Tinh vân Magellan Lớn là một mục tiêu lý tưởng để thử nghiệm, vì nó xa hơn nhiều so với các ngôi sao trong Dải Ngân hà, giúp loại bỏ những nhiễu loạn từ các vật thể gần đó.
De Cotter, một trong những nhà nghiên cứu tham gia dự án, chia sẻ rằng R136 mới chỉ hình thành cách đây 1,8 triệu năm, vì vậy các ngôi sao chạy trốn vẫn chưa đi quá xa để có thể theo dõi. Nếu có thể tìm thấy nhiều ngôi sao chạy trốn hơn nữa, họ có thể đưa ra các kết luận thống kê đáng tin cậy về cách chúng bị đẩy ra khỏi cụm.
Kết quả nghiên cứu này đã vượt xa mong đợi của nhóm, chứng minh rằng kính viễn vọng Gaia không chỉ giúp khám phá cấu trúc của Dải Ngân hà mà còn có thể quan sát được những hiện tượng thú vị bên ngoài thiên hà của chúng ta.
Phát hiện này mở ra một chương mới trong nghiên cứu thiên văn, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về cách các cụm sao tiến hóa và tác động đến môi trường vũ trụ. Nó cũng đặt ra những câu hỏi quan trọng về vai trò của các ngôi sao khổng lồ trong việc định hình cấu trúc của các thiên hà và sự phát triển của vũ trụ sơ khai.
Với sự phát triển của công nghệ quan sát không gian, đặc biệt là các kính viễn vọng tiên tiến như Gaia và James Webb, tương lai của ngành thiên văn học hứa hẹn sẽ có thêm nhiều khám phá quan trọng, giúp nhân loại tiến gần hơn đến việc giải mã những bí ẩn của vũ trụ bao la.
Lấy link