Một ngôi sao sáng trong cụm sao, có thể nhìn thấy từ Nam bán cầu, tiết lộ những hiểu biết mới về vụ va chạm cổ xưa giữa thiên hà Milky Way của chúng ta và một thiên hà lùn khác nhỏ hơn, Gaia-Enceladus, vào giai đoạn đầu của lịch sử. Một nhóm các nhà khoa học quốc tế do Đại học Birmingham đứng đầu đã sử dụng một phương pháp mới để áp dụng dấu hiệu của một ngôi sao sáng cổ đại có tên ν Indi vào lịch sử của Ngân Hà. Các ngôi sao mang theo "hồ sơ hóa thạch" về lịch sử của chúng, và do đó về môi trường mà chúng hình thành.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu vệ tinh và kính viễn vọng mặt đất để khám phá thông tin về νIndi và những phát hiện của họ được công bố trên tạp chí Nature Astronomy. Các dao động tự nhiên của ngôi sao (địa chấn học sao) đã được phát hiện và xác định tuổi trong dữ liệu thu thập được từ Vệ tinh khảo sát ngoại hành tinh quá cảnh (TESS) của NASA. TESS, được phóng vào năm 2018, đang khảo sát các ngôi sao trên một phần lớn bầu trời để tìm kiếm các hành tinh quay quanh các ngôi sao của chúng và nghiên cứu chính các ngôi sao đó. Khi kết hợp với dữ liệu từ sứ mệnh Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), câu chuyện trinh thám này tiết lộ sự ra đời của ngôi sao cổ đại này ngay từ giai đoạn đầu của Ngân Hà.
Nhưng vụ va chạm đã làm thay đổi chuyển động của nó trong thiên hà của chúng ta, Bill Chaplin, Giáo sư Vật lý thiên văn tại Đại học Birmingham và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. Vì chuyển động của ν Indi bị ảnh hưởng bởi va chạm Gaia-Enceladus nên vụ va chạm này hẳn phải xảy ra sau khi sao hình thành. Đây là lý do tại sao chúng tôi có thể sử dụng độ tuổi xác định bằng địa chấn học sao để đặt ra những hạn chế mới về thời gian diễn ra sự kiện Gaia-Enceladus. Đồng tác giả nghiên cứu, Tiến sĩ Ted MacLeith, cũng đến từ Birmingham, cho biết: "Vì chúng tôi thấy rất nhiều ngôi sao đến từ Gaia-Enceladus, chúng tôi nghĩ rằng điều này hẳn đã ảnh hưởng lớn đến sự tiến hóa của thiên hà của chúng ta".
Hiểu được điều này là một chủ đề rất nóng trong thiên văn học hiện nay, và nghiên cứu này là một bước quan trọng hướng tới việc hiểu được thời điểm xảy ra vụ va chạm này. Nghiên cứu này chứng minh tiềm năng của TESS đối với ngành địa chấn học sao và những điều có thể xảy ra khi có dữ liệu tiên tiến như vậy về một ngôi sao sáng. Nghiên cứu này chứng minh rõ ràng tiềm năng to lớn của sứ mệnh TESS trong việc thu thập những hiểu biết mới và sâu sắc về các ngôi sao gần chúng ta nhất trong Ngân Hà. Nghiên cứu này được tài trợ bởi Hội đồng Khoa học và Công nghệ và Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu thông qua chương trình Thời gian Thiên văn.
Trong suốt lịch sử của mình, Ngân Hà đã bao trùm nhiều thiên hà vệ tinh nhỏ hơn và trong khi các quần thể sao đang tích tụ này có thể được xác định là những cấu trúc riêng biệt về mặt động học trong Ngân Hà, thì nhìn chung rất khó để xác định chính xác tuổi của bất kỳ vụ sáp nhập nào. Kết quả nghiên cứu mới nhất cho thấy một lượng lớn các ngôi sao đã tích tụ thông qua vụ va chạm của thiên hà lùn Gaia-Enceladus1, gây ô nhiễm nghiêm trọng đến các tính chất hóa học và động lực học của Ngân Hà. Nghiên cứu này xác định ngôi sao rất sáng ν Indi là chỉ báo về độ tuổi của 'quần thể tại chỗ' ban đầu của Ngân Hà.
Kết hợp các quan sát về địa chấn học sao, quang phổ, trắc quang và động học, nghiên cứu cho thấy ngôi sao giàu alpha, nghèo kim loại này là một thành viên cục bộ của quầng sáng và tuổi của nó được đo là \(11,0\pm 0,7\)(Stat)\(\pm 0,8\)(Sys) tỷ năm. Ngôi sao này mang những đặc điểm phù hợp với nhiệt độ từ chuyển động va chạm, và tuổi của nó ngụ ý rằng sự hợp nhất có thể bắt đầu sớm nhất là 11,6 tỷ năm trước và 13,2 tỷ năm trước, với độ tin cậy lần lượt là 68% và 95%. Các tính toán dựa trên mô hình vũ trụ nhiều lớp làm giảm nhẹ những giới hạn này.
Bokeyuan｜www.bokeyuan.net
Bác Khắc Nguyên | Nghiên cứu/Từ: Đại học Birmingham
Tạp chí tham khảo Nature Astronomy
DOI: 10.1038/s41550-019-0975-9
BoKeYuan｜Khoa học, công nghệ, nghiên cứu, khoa học phổ thông
