Những ngôi sao đầu tiên ra đời như thế nào

Lúc bắt đầu, đã có hydrogen và helium. Được tạo ra trong ba phút đầu tiên sau Big Bang, những nguyên tố này làm phát sinh ra tất cả các nguyên tố khác trong vũ trụ. Các vì sao là những phân xưởng thực hiện công việc này. Qua sự nhiệt hạch hạt nhân, các ngôi sao đã tạo ra các nguyên tố như carbon, oxygen, magnesium, silicon và các chất liệu thô khác cần thiết cho việc sản xuất các hành tinh và cuối cùng là sự sống.

 

alt

Một mô hình do máy tính tạo ra thể hiện ngôi sao đầu tiên trông như thế nào. Ảnh: Ralf Kaehler và Tom Abel

Nhưng những ngôi sao đầu tiên đó trông như thế nào? Nghiên cứu mới từ trường Đại học Columbia cho biết toàn bộ mấu chốt của vấn đề là phản ứng đơn giản sau đây:

H- + H --> H2 + electron

“Để theo dõi chuỗi sự kiện giải thích làm thế nào chúng ta có mặt ở đây, chúng ta cần phải tìm hiểu sự bắt đầu đó”, phát biểu của Daniel Wolf Savin, một nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Thiên văn vật lí thuộc Đại học Columbia. Công trình của Savin và các cộng sự của ông đã công bố trong số ra ngày 02/07 của tạp chí Science.

Nghiên cứu của Savin mô tả chi tiết một phản ứng hóa học chủ chốt xảy ra trong vũ trụ khoảng một triệu năm sau Big Bang. Phản ứng đó, gọi là sự phân li kết hợp, cho phép các đám mây trong vũ trụ nguội đi, đặc lại và hình thành nên những ngôi sao đầu tiên.

“Để tìm hiểu những ngôi sao đầu tiên đã hình thành như thế nào, chúng ta cần phải biết các đám mây mang lại sự ra đời của chúng đã nguội đi như thế nào. Hydrogen phân tử (H2) phát bức xạ nhiệt ra khỏi các đám mây, nên chúng ta cần phải biết có bao nhiêu H2 trong đám mây. Điều này hóa ra đòi hỏi phải tìm hiểu quá trình hóa học mà qua đó H2 hình thành. Đó là cái chúng tôi đã đo được”, Savin nói.

H2 được hình thành khi hai nguyên tử hydrogen đến gần nhau và liên kết với nhau để tạo ra một phân tử. Nhóm của Savin đã đo được xác suất này. Các kết quả của ông cho thấy khả năng cho điều này xảy ra cao hơn các tính toán lí thuyết và thí nghiệm trước đây chỉ ra.

“Sai số trước đây ở phản ứng này làm hạn chế khả năng của chúng ta dự đoán xem một đám mây khí có hình thành nên một ngôi sao hay không, và nếu cò thì khối lượng của ngôi sao đó sẽ là bao nhiêu”, Savin nói. “Đó là một cái quan trọng cần định lượng, vì khối lượng của một ngôi sao xác định các nguyên tố nó sẽ tổng hợp ra”.

Khối lượng theo dự đoán của những ngôi sao đầu tiên phụ thuộc vào các điều kiện ban đầu của những đám mây nguyên thủy mà chúng hình thành từ đó. Những điều kiện này rất không xác định và vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu sôi nổi. Bằng cách so sánh các dự đoán mô hình với các quan sát vũ trụ, các nhà thiên văn có thể phỏng đoán rằng những điều kiện ban đầu này phải là gì. Nhưng độ chính xác của những ước đoán này phụ thuộc nhiều vào kiến thức của chúng ta về các phản ứng hóa học cơ sở, đặc biệt là những phản ứng mà Savin và nhóm của ông đã đo. Với dữ liệu mới có trong tay, các nhà vũ trụ học sẽ có thể xác định tốt hơn xem những điều kiện ban đầu gì trong vũ trụ sơ khai dẫn tới sự hình thành của những ngôi sao đầu tiên.

  • Nguyễn Vi Na (theo PhysOrg.com)

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 26)
17/06/2019
SỰ RA ĐỜI CỦA CÁC SAO Các sao từ đâu mà có? Câu chuyện cơ bản là giống nhau với đa số sao, kể cả câu chuyện mà chúng ta
Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 25)
17/06/2019
Chương 5 SỰ RA ĐỜI VÀ CUỘC ĐỜI CỦA CÁC SAO Rất, rất nhiều ngôi sao khác… vô số không thể tin nổi luôn. - Galileo
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 26)
15/06/2019
Đồng hồ cát 1336 Ambrogio Lorenzetti (1290-1348) Tác giả người Pháp Jules Renard (1864-1910) từng viết rằng, “Tình yêu tựa như
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 25)
15/06/2019
Giải thích cầu vồng 1304 Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham (965–1039), Kamal al-Din al-Farisi (1267–khoảng 1320), Theodoric xứ Freiberg
Stephen Hawking đúng: Nghiên cứu mới cho thấy lỗ đen có thể bốc hơi
14/06/2019
Vào năm 1974, Stephen Hawking đã đưa ra một trong những dự đoán nổi tiếng nhất của ông: các lỗ đen cuối cùng sẽ bốc hơi
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 40)
13/06/2019
TÀU NGẦM Những tàu ngầm đầu tiên cũng đi vào hoạt động trong thời Nội Chiến. Thật ra, chiếc tàu ngầm đầu tiên đã
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 39)
13/06/2019
CƠ SỞ VẬT LÍ CỦA CHÂN VỊT Các chân vịt thời ấy có hai hoặc ba cánh quạt gắn với một trục quay. Khi chân vịt quay, nó
Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 24)
12/06/2019
MỘC TINH: 43,3 PHÚT ÁNH SÁNG Mộc tinh là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời và là hành tinh thứ năm tính từ Mặt Trời ra.

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com