Dải ngân hà có bao nhiêu ngôi sao năm 2024

Cơ quan Vũ trụ châu Âu tung ra bộ dữ liệu do Đài quan sát không gian Gaia thu thập, thể hiện nhiều đặc điểm của số lượng lớn sao.

Bản đồ thể hiện chuyển động 3D của 26 triệu ngôi sao trong dải Ngân Hà. Vùng màu xanh lam cho biết vận tốc trung bình của các ngôi sao hướng về phía Trái Đất, vùng màu đỏ là vận tốc trung bình hướng ra xa. Các đường biểu thị sự di chuyển của các ngôi sao trên mặt phẳng không gian. Ảnh: ESA/Gaia/DPAC

Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) hôm 13/6 công bố bộ dữ liệu thứ ba của Gaia - đài quan sát phóng lên không gian vào năm 2013 với mục tiêu "kiểm kê thiên hà" và lập bản đồ 3D toàn diện nhất từ trước đến nay về dải Ngân Hà. Bộ dữ liệu mới cập nhật thông tin về khoảng 1,8 tỷ ngôi sao, bao gồm cấu tạo và chuyển động của chúng, cũng như thống kê về các trận động đất trên sao, hệ sao đôi, sao biến quang cùng nhiều vật thể khác.

Bộ dữ liệu lớn đầu tiên của Gaia được công bố năm 2016, thống kê độ sáng và vị trí của 1,1 tỷ ngôi sao. Năm 2018, bộ dữ liệu thứ hai cho biết tọa độ của gần 1,7 tỷ ngôi sao và chuyển động của 1,3 tỷ sao trong số đó. Năm 2020, một phần của bộ dữ liệu thứ ba được tung ra, giúp lập biểu đồ chuyển động của hệ Mặt Trời quanh trung tâm thiên hà.

Giờ đây, ESA công bố đầy đủ bộ dữ liệu thứ ba của Gaia gồm khoảng 1,8 tỷ ngôi sao với thông tin về thành phần hóa học, nhiệt độ, màu sắc, khối lượng, tuổi, chuyển động và phân loại. Trong đó, 1,5 tỷ ngôi sao đã được phân loại cụ thể.

Bộ dữ liệu thứ ba cũng bao gồm thông tin quang phổ mới thu thập bằng cách tách ánh sáng từ sao thành các màu cấu thành, được thực hiện ở độ phân giải thấp với 470 triệu ngôi sao và ở độ phân giải cao với 5,6 triệu ngôi sao. Điều này cho phép các nhà khoa học xác định những yếu tố như nhiệt độ, khối lượng, tuổi, màu sắc, tính kim loại và thành phần hóa học của chúng.

Nhờ đó, họ phát hiện rằng những sao gần trung tâm thiên hà thường có tính kim loại cao hơn sao ở rìa ngoài. Điều này giúp giới chuyên gia hiểu thêm về sự tiến hóa của sao ở những khu vực khác nhau, vì kim loại nặng được tạo ra và phân phối khi các ngôi sao già chết đi, sau đó tích hợp vào các ngôi sao mới sinh ra từ tro bụi.

Bản đồ về tính kim loại của các ngôi sao trong dải Ngân Hà, từ hàm lượng kim loại thấp (xanh lam) đến hàm lượng kim loại cao (đỏ). Ảnh: ESA/Gaia/DPAC

Gaia cũng chứng minh khả năng phát hiện động đất ở hàng nghìn ngôi sao khi những dao động quy mô lớn xảy ra trên bề mặt của chúng. Điều thú vị là hiện tượng này xảy ra trên nhiều ngôi sao mà giới khoa học không nghĩ sẽ có động đất, làm phát sinh những câu hỏi mới.

Bộ dữ liệu mới cũng tính toán vận tốc xuyên tâm của 33 triệu ngôi sao, thước đo xem một ngôi sao tiến về phía Trái Đất hay bay ra xa khỏi Trái Đất nhanh đến mức nào. Thông tin này bổ sung chiều thứ ba cho bản đồ về chuyển động của sao, thay vì chỉ thể hiện cách chúng di chuyển trên mặt phẳng không gian.

Ngoài ra, Gaia còn xác định khoảng 10 triệu ngôi sao đang thay đổi độ sáng theo thời gian và 813.000 hệ sao chứa hai ngôi sao quay quanh nhau. Điều này cho thấy đây là bản thống kê lớn nhất về các sao biến quang và hệ sao đôi từng ghi nhận.

Gaia cũng thu thập thông tin về 156.000 tiểu hành tinh và 31 mặt trăng trong hệ Mặt Trời. Ngoài dải Ngân Hà, bộ dữ liệu còn chứa thông tin về 2,9 triệu thiên hà khác, bao gồm độ sáng, màu sắc, hình dạng, lịch sử hình thành sao và thông tin về 1,9 triệu chuẩn tinh, bao gồm sự dịch chuyển đỏ, độ sáng, màu sắc.

Bộ dữ liệu sâu rộng mới công bố sẽ cực kỳ hữu ích cho các nhà thiên văn trong tương lai. Họ có thể sử dụng những phát hiện này để khám phá khoa học theo nhiều cách khác nhau.

Tất cả các ngôi sao và các thiên thể khác trong Dải Ngân hà đều xoay quanh tâm của Dải Ngân hà, vì tâm khối lượng của Dải Ngân hà nằm ở trung tâm của Dải Ngân hà, nơi có một siêu lỗ đen có khối lượng gấp 4 triệu lần Mặt Trời và mật độ sao ở trung tâm Dải Ngân hà cũng cực kỳ cao. Hệ Mặt Trời của chúng ta nằm trong nhánh xoắn ốc của Dải Ngân hà, cách trung tâm thiên hà khoảng 26.000 năm ánh sáng.

Chỉ cần tốc độ đủ nhanh và hướng chuyển động chính xác, Trái Đất có thể thoát khỏi lực hấp dẫn của Mặt Trời và trở thành một hành tinh lang thang. Theo cách tương tự, nếu một ngôi sao có vận tốc thoát đủ nhanh, nó có thể thoát khỏi lực hấp dẫn của thiên hà và trở thành một ngôi sao lang thang cho đến khi bị các thiên hà hoặc thiên thể khác bắt giữ.

Trong khoảng bốn tỷ năm nữa, Dải Ngân hà sẽ va chạm với người hàng xóm gần nhất của nó, Thiên hà Andromeda. Hai thiên hà xoắn ốc hiện đang lao về phía nhau với tốc độ 250.000 dặm một giờ. Khi chúng va vào nhau, nó sẽ không thảm khốc như bạn tưởng tượng - Trái Đất có thể sẽ tồn tại và rất ít ngôi sao thực sự sẽ bị phá hủy. Thay vào đó, siêu thiên hà mới hình thành sẽ mang đến cảnh quan bầu trời đêm với sự kết hợp ngoạn mục của các ngôi sao và các tia sáng không giống bất cứ thứ gì chúng ta thấy ngày nay.

Lấy Dải Ngân hà làm hệ quy chiếu và không xét đến tốc độ quay của Mặt Trời, theo ước tính của các nhà khoa học, tại vị trí của Hệ Mặt Trời của chúng ta, tốc độ tối thiểu cần thiết để một thiên thể thoát khỏi giới hạn hấp dẫn của Dải Ngân hà là khoảng 320 km/giây.

Từ năm 2005, các nhà khoa học đã lần lượt phát hiện ra một số ngôi sao chuyển động cực nhanh trong Dải Ngân hà, tốc độ của chúng có thể đạt tới hơn 1.000 km/giây, thậm chí có một số ngôi sao có thể vượt quá 2.000 km/giây, vượt xa tốc độ thoát ra của Dải Ngân hà ở thời điểm hiện tại. Theo dự đoán của các nhà khoa học, nếu không có gì bất ngờ xảy ra thì những ngôi sao này đều sẽ thoát khỏi Dải Ngân hà trong tương lai.

Tàu thăm dò Gaia là tàu thăm dò không gian do Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) phóng vào năm 2013. Nhiệm vụ chính của nó là lập bản đồ vị trí và quỹ đạo chuyển động của hơn 1 tỷ ngôi sao trong Dải Ngân hà. Nó có thể đo được các vị trí và chuyển động của các ngôi sao, độ sáng và màu sắc, đồng thời cũng có thể đo quang phổ của các ngôi sao để xác định thành phần hóa học và tốc độ chuyển động của chúng.

Chúng ta thực sự không biết có cụ thể bao nhiêu ngôi sao trong thiên hà của chúng ta. Nhiều trong số chúng là những ngôi sao mờ, có khối lượng thấp, khó phát hiện ở khoảng cách vũ trụ rộng lớn. Các nhà thiên văn học đã ước tính tổng số sao dựa trên khối lượng và độ sáng của Dải Ngân hà, nhưng vẫn khó nắm bắt được con số chính xác.

Một nhóm nghiên cứu thiên văn học từ Đại học Barcelona ở Tây Ban Nha nêu trong bài báo rằng dựa trên các thông số chuyển động của sao mà máy dò Gaia thu được, họ đã theo dõi và nghiên cứu một nhóm gồm 1.752 ngôi sao có loại quang phổ loại O và Be. Đây đều là những ngôi sao có khối lượng lớn và các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng có lẽ có nhiều ngôi sao thoát ra khỏi Dải Ngân hà hơn người ta nghĩ trước đây, ước tính lên tới 10 triệu ngôi sao.

Số lượng ngôi sao trong Dải Ngân hà có thể lên tới 400 tỷ, nếu thực sự có 10 triệu ngôi sao thoát khỏi Dải Ngân hà thì đây không phải là một con số nhỏ.

Dải Ngân hà cũng được bao quanh bởi hơn 150 nhóm sao cổ xưa, một số trong số đó nằm trong số những nhóm sao cổ nhất trong vũ trụ.

Về nguồn gốc tốc độ cực cao của những ngôi sao này, các nhà thiên văn học đã đưa ra nhiều khả năng, trong đó có hai khả năng được công nhận cao.

Một cái được gọi là "lý thuyết phóng động lực". Quan điểm này cho rằng sự phóng động lực có nhiều khả năng xảy ra, trong các cụm sao trẻ dày đặc chứa một số lượng lớn các sao có khối lượng lớn. Khi khoảng cách đủ gần, lực hấp dẫn phức tạp giữa nhiều sao tương tác có thể khiến một hoặc nhiều ngôi sao bị ném ra ngoài và những ngôi sao bị ném này có thể đạt tốc độ cực nhanh.

Ảnh minh họa

Cái còn lại gọi là "thuyết siêu tân tinh nhị phân". Quan điểm này cho rằng trong hệ nhị phân hoặc hệ nhiều sao, nếu một ngôi sao trải qua vụ nổ siêu tân tinh, áp suất bức xạ mạnh và sóng xung kích vật chất mà nó tạo ra có thể khiến các ngôi sao khác trong hệ nhị phân hoặc hệ thống nhiều sao nơi nó tọa lạc thu được động năng lớn và bị đẩy ra khỏi hệ thống đôi hoặc nhiều sao.

Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra nguyên nhân nào khiến những ngôi sao này đạt được tốc độ nhanh như vậy, hay có phải do nhiều yếu tố, tỷ lệ của các yếu tố khác nhau hay không.

Dải Ngân Hà xuất hiện khi nào?

Thông thường, dải Ngân Hà xuất hiện quanh năm trên bầu trời. Tuy nhiên ở Việt Nam, thời điểm có thể chiêm ngưỡng và chụp được thuận lợi nhất là vào tháng 3 đến tháng 10, vào những ngày trời trong không trăng, không dính mây mù và mưa. Dải Ngân Hà sẽ mọc ở hướng đông nam trong khoảng 1-3h sáng.

Trong vũ trụ có bao nhiêu dải Ngân Hà?

Số lượng dải ngân hà tồn tại trong vũ trụ trên thực tế đạt tới 2.000 tỷ, nhiều gấp 20 lần so với tính toán trước đây. Phát hiện mới này đã được công bố trên Tạp chí thiên văn học "Astronomical Journal" ngày 13-10.

Dải Ngân Hà và thiên hà khác nhau như thế nào?

Trái Đất của chúng ta nằm trong hệ mặt trời thuộc một thiên hà có tên là Ngân Hà, hệ Mặt trời của chúng ta nằm ở phía ngoài rìa của thiên hà, tức là chúng ta ở rất xa tâm thiên hà của mình. So về kích thước, Trái Đất của chúng ta chỉ là một hạt bụi trong giải Ngân Hà, và dải thiên hà khác.

Lớn hơn dải Ngân Hà là gì?

Ví dụ: Dải Ngân hà, thiên hà chứa Trái đất và hệ Mặt trời của chúng ta, được ước tính chứa 100 tỷ ngôi sao và gần 100 triệu lỗ đen. Tuy nhiên, nó vẫn chưa thể sánh bằng IC 1101, thiên hà lớn nhất trong vũ trụ xét về quy mô. IC 1101 lớn hơn khoảng 50 lần và nặng hơn Dải Ngân hà khoảng 2.000 lần.