Một nhóm các nhà khoa học đến từ nhiều quốc gia đã dùng Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA để khám phá một hợp chất carbon mới trong không gian. Hợp chất này được gọi là cation metyl (đọc là cat-eye-on) (CH3+), và nó rất quan trọng vì nó giúp tạo ra các phân tử carbon phức tạp hơn. Cation metyl được phát hiện trong một hệ sao trẻ có đĩa tiền hành tinh, được đặt tên là d203-506, nằm cách chúng ta khoảng 1.350 năm ánh sáng trong Tinh vân Lạp Hộ.
Các hợp chất carbon là cơ sở của tất cả sự sống mà chúng ta biết đến, vì vậy chúng rất quan trọng đối với các nhà khoa học đang nghiên cứu sự phát triển của sự sống trên Trái đất và khả năng sự sống có thể tồn tại ở những vùng khác trong vũ trụ.
Nghiên cứu về hóa học hữu cơ (chứa carbon) giữa các ngôi sao, mà Kính viễn vọng James Webb đang mở ra bằng những phương pháp mới, là một lĩnh vực rất hấp dẫn đối với nhiều nhà thiên văn học.
Có ba hình ảnh, ở phía bên trái là một tinh vân có hai ngôi sao và các đám mây màu sắc khác nhau được phân chia theo đường chéo. Phía trên bên phải của khu vực đó, khu vực phía trên bên trái có màu đỏ, vàng và xanh lục, trong khi khu vực phía dưới bên phải có màu xanh đậm. Phía dưới bên phải, có một hình ảnh với các chấm màu vàng và cam.
Những bức ảnh này từ Kính viễn vọng Không gian James Webb cho chúng ta nhìn thấy một phần của Tinh vân Orion được gọi là Orion Bar. Bức ảnh lớn nhất ở phía bên trái được chụp bằng camera cận hồng ngoại NIRCam của Webb. Phía trên bên phải, kính viễn vọng tập trung vào một khu vực nhỏ hơn bằng thiết bị hồng ngoại trung bình MIRI của Webb.
Ở giữa khu vực MIRI là một hệ sao trẻ có một đĩa tiền hành tinh có tên là d203-506. Phần dưới cùng bên phải hiển thị sự kết hợp của hình ảnh từ NIRCam và MIRI của hệ thống này.
Webb có những khả năng đặc biệt làm cho nó trở thành một đài quan sát lý tưởng để tìm kiếm phân tử quan trọng này. Độ phân giải cao và không gian quan sát tinh tế của Webb, cùng với độ nhạy của nó, đã đóng góp vào thành công của nhóm nghiên cứu. Đặc biệt, việc Webb phát hiện một loạt các vạch phát thải chính từ CH3+ đã củng cố khám phá này.
Marie-Aline Martin-Drumel, một thành viên của nhóm khoa học đến từ Đại học Paris-Saclay ở Pháp, cho biết: “Phát hiện này không chỉ chứng minh sự nhạy bén đáng kinh ngạc của Webb mà còn khẳng định tầm quan trọng trung tâm của CH3+ trong hóa học giữa các ngôi sao”. Hệ sao trong d203-506 là một sao lùn đỏ nhỏ, và hệ thống này bị tác động bởi tia cực tím (UV) mạnh từ những ngôi sao nóng, trẻ gần đó. Các nhà khoa học tin rằng hầu hết các đĩa hình thành hành tinh trải qua giai đoạn bị tác động mạnh bởi tia cực tím như vậy, vì ngôi sao có xu hướng hình thành thành nhóm và thường có ngôi sao lớn tạo ra tia cực tím.
Các đám mây mây trong hình chuyển từ phía dưới bên trái sang phía trên bên phải. Các đám mây này có nhiều sắc thái khác nhau của màu xanh lam với các dải màu cam xen kẽ.
Hình ảnh này được chụp bởi Camera cận hồng ngoại NIRCam của Webb và cho chúng ta nhìn thấy một phần của Tinh vân Orion được gọi là Orion Bar. Đây là một khu vực nơi ánh sáng cực tím mạnh từ nhóm Trapezium – ở góc trên bên trái – tương tác với các đám mây phân tử dày đặc. Sức mạnh của ánh sáng này đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến các phân tử và chất hóa học trong các đĩa tiền hành tinh xung quanh các ngôi sao mới sinh ở đó.
Thông thường, ánh sáng cực tím được cho là có thể phá hủy các phân tử hữu cơ phức tạp, nhưng việc phát hiện CH3+ là một điều bất ngờ. Nhóm nghiên cứu đã dự đoán rằng ánh sáng cực tím có thể cung cấp năng lượng để CH3+ hình thành từ đầu. Sau khi hình thành, nó sẽ kích thích các phản ứng hóa học để tạo ra các phân tử carbon phức tạp hơn.
Hình ảnh này cho chúng ta thấy một tinh vân mờ mịn với nhiều màu sắc. Ở phía trên bên trái, chúng ta thấy màu xanh lá cây, đỏ và vàng với hai ngôi sao nhỏ và một vùng tối hơn. Có một tường mây chéo xuống phía dưới bên phải, với các sợi màu xanh đậm và các vùng tối hơn ở góc dưới cùng.
Hình ảnh này được chụp bằng Thiết bị hồng ngoại trung bình MIRI của Webb và cho chúng ta nhìn thấy một phần nhỏ của Tinh vân Orion. Ở trung tâm hình ảnh là một hệ thống sao trẻ với một đĩa tiền hành tinh có tên là d203-506. Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã phát hiện lần đầu một phân tử carbon mới được gọi là cation metyl trong d203-506.
Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng các phân tử mà họ tìm thấy trong d203-506 khác biệt so với các đĩa tiền hành tinh thông thường. Đặc biệt, họ không tìm thấy dấu hiệu của nước.
“Điều này cho thấy rõ ràng rằng bức xạ tia cực tím có thể thay đổi hoàn toàn”
About Author
