Thời xa xưa, các nhà thiên văn học đã sử dụng thuật ngữ “tinh vân” để chỉ những vùng không gian có thể phân biệt được qua kính thiên văn nhưng lại không xác định được chúng là gì. Ngày nay, khi khoa học vũ trụ đã phát triển, chúng ta đã biết được thế nào là tinh vân. Vậy tinh vân chính xác là gì?

Tinh vân là những đám mây liên sao bao gồm khí và bụi . Tính chất của tinh vân rất khác nhau và phụ thuộc vào thành phần của chúng cũng như môi trường xung quanh chúng. 

  • Tinh vân phát xạ được cung cấp năng lượng bởi các ngôi sao trẻ có khối lượng lớn và phát ra ánh sáng của riêng chúng .
  • Tinh vân phản xạ nhìn thấy được do chúng phản xạ ánh sáng từ các ngôi sao trẻ
  • Tinh vân tối thì ngược lại, nó hấp thụ ánh sáng khiến ta không thấy được và chỉ có thể nhìn thấy khi in bóng lên nền sao sáng xung quanh.

Tinh vân cũng có thể là kết quả của giai đoạn cuối của quá trình tiến hóa sao . Trong trường hợp này, chúng có thể là tinh vân hành tinh hoặc tàn dư của vụ nổ siêu tân tinh tùy thuộc vào khối lượng của ngôi sao sắp chết.

Hình 1. Tinh vân phát xạ

Hình 2. Tinh vân phản xạ

Hình 3. Tinh vân tối

Tính chất của tinh vân phát xạ

Hình 4a

Hình 4b Hình 4c

  • Hình 4a: Mặt phẳng thiên hà. Đây là khoảng rộng 35 o của bầu trời nằm gần trung tâm dải ngân hà. Có thể quan sát thấy sao, khí bụi, cũng như một số tinh vân phát xạ đã biết.
  • Hình 4b: Vùng M20 (trên)– M8 (dưới) được phóng to từ hình 4
  • Hình 4c: Tinh vân Chẻ Ba (M20).
  • a) Phóng to phần trên
    của hình bên trái.
  • b) Hình ảnh hồng ngoại do
    kính viễn vọng Spitzer chụp.

Tinh vân được thể hiện trong hình là các vùng khí phát sáng, bị ion hóa.

Tại trung tâm hoặc gần đó của mỗi tinh vân có ít nhất một ngôi sao nóng loại O hoặc B mới hình thành tạo ra lượng ánh sáng cực tím dồi dào.

Khi các photon của ánh sáng cực tím di chuyển ra ngoài ngôi sao, chúng làm nóng và ion hóa khí xung quanh. Khi các electron tái kết hợp với hạt nhân, chúng phát ra bức xạ nhìn thấy được, làm cho chất khí phát sáng.

Màu đỏ chủ yếu là kết quả của các nguyên tử hydro phát ra ánh sáng Hα trong phần màu đỏ của quang phổ khả kiến. Vùng hơi xanh có thể nhìn thấy trong hình ngay là một loại tinh vân khác không liên quan đến tinh vân phát xạ đỏ. Được gọi là tinh vân phản xạ, nó được tạo ra bởi các hạt bụi xen kẽ phản chiếu lại ánh sáng sao dọc theo đường nhìn. Màu xanh lam xảy ra do ánh sáng xanh có bước sóng ngắn dễ bị vật chất liên sao tán xạ trở lại Trái Đất và đi vào máy dò của chúng ta.

Dưới đây là hình ảnh tổng hợp về mối quan hệ giữa tinh vân phát xạ, ngôi sao ở trung tâm của nó và tinh vân phản xạ.

Hình 5. Mối quan hệ giữa tinh vân phát xạ, ngôi sao ở trung tâm và tinh vân phản xạ

Mối liên hệ giữa tinh vân và sự hình thành sao

Như đã biết, các tinh vân tồn tại giữa những ngôi sao. Liệu tinh vân có liên quan gì đến việc hình thành sao hay không? Ví dụ được trình bày dưới đây sẽ làm rõ được phần nào câu hỏi trên.

Những tua bụi và khí vũ trụ cao này nằm ở trung tâm của M16, hay còn gọi là Tinh vân Đại Bàng. Được đặt tên là “Các Trụ Sáng Tạo”, là một phần của vùng hình thành sao đang hoạt động trong tinh vân và che giấu các ngôi sao mới sinh trong các trụ của chúng.

Các màu xanh lam Hình 6. Tinh vân Đại Bàng (M16) và cận cảnh các cột khí lạnh và bụi khổng lồ bên trong hình ảnh đại diện cho Oxy, màu đỏ là lưu huỳnh và màu xanh lá cây đại diện cho cả Nitơ và Hydro.

Phần còn lại của đám mây trong vùng lân cận của các ngôi sao mới đã bị phân tán bởi bức xạ của chúng. Các tia sáng nhỏ xung quanh các cạnh của các trụ, đặc biệt là ở trên cùng bên phải và trung tâm, là kết quả của quá trình liên tục này, nơi bức xạ sao cường độ cao tiếp tục “ăn mòn” đám mây, làm nóng và phân tán khí phân tử dày đặc.

Trước tiên, quy trình này sẽ loại bỏ chất liệu ít đặc hơn, để lại những tác phẩm điêu khắc tinh xảo bao gồm các phần dày đặc hơn của đám mây ban đầu, giống như gió và nước tạo ra những cấu trúc ngoạn mục trong sa mạc và bờ biển của Trái đất bằng cách làm xói mòn lớp đá mềm nhất. Các trụ cuối cùng cũng sẽ bị phá hủy, nhưng có lẽ không phải trong một trăm nghìn năm nữa.

Thông qua ví dụ, có thể nhận định rằng, những tinh vân có thể chính là “cái nôi” – nơi ươm và hình thành những ngôi sao lấp lánh mà chúng ta thấy trên bầu trời mỗi đêm. Tuy nhiên quá trình hình thành nên những ngôi sao lấp lánh đó đòi hỏi phải trải qua một chặng đường dài.

Tham khảo: 
Sách “Astronomy A Beginner’s Guide To The Universe”.

Được tổng hợp và chia sẻ bởi Công Khoa, Văn Duy, Hồng Nhung – Ban Học Thuật
Biên tập bởi Nguyễn Gia Khanh – Ban Truyền Thông

Thoát khỏi giao diện điện thoại để bình luận