Giữa những vinh quang của Nhân Mã, ông vua của bầu trời mùa hè phương Nam, M17 xứng đáng được biết đến nhiều hơn.
Chỉ có thể nhìn thấy bằng mắt thường tinh tường, Tinh vân Omega (còn được gọi là Tinh vân Thiên nga hoặc Tinh vân Tôm hùm) có thể không có hình dạng riêng biệt, nhưng nó rất quan trọng.
Nằm cách chúng ta từ 5.000 đến 6.000 năm ánh sáng, nó chứa nhiều khí – nhiên liệu cho sự hình thành sao – hơn Tinh vân Lạp Hộ, khiến nó trở thành một trong những phòng thí nghiệm tốt nhất mà chúng ta có để tìm hiểu cách thức các ngôi sao hình thành.
Thêm từ Chris Lintott:
Chúng tôi tìm đến M17 để giúp chúng tôi hiểu được sự hình thành của những ngôi sao nặng nhất, những ngôi sao có khối lượng gấp tám lần Mặt trời.
Một cụm trong số này, được hình thành trong vòng vài triệu năm qua, nằm ở trung tâm của tinh vân và một nhóm các nhà thiên văn học sử dụng thiết bị GRAVITY kỳ diệu gắn với Kính thiên văn cực lớn đã quan sát kỹ hơn chúng.
Họ đã sử dụng GRAVITY để có được những hình ảnh có độ phân giải cực cao về lõi của tinh vân, với mục đích xác định bất kỳ ngôi sao đồng hành nào với các ngôi sao lớn sống ở đó.
Câu hỏi liệu những ngôi sao lớn nhất có bạn đồng hành hay không và chúng sẽ như thế nào nếu chúng tồn tại, được cho là rất quan trọng trong việc cố gắng hiểu quá trình hình thành những ngôi sao lớn như vậy.
Tất cả sự hình thành sao là một cuộc chạy đua, giữa các quá trình mà vật chất được bồi đắp lên tiền sao đang hình thành và những quá trình sẽ cung cấp năng lượng cho phản ứng tổng hợp hạt nhân ở lõi của ngôi sao.
Khi cái thứ hai bắt đầu hoạt động, những cơn gió sao mạnh mẽ sẽ ngăn cản sự bồi tụ và phát triển thêm nữa, cắt đứt quá trình hình thành sao, vì vậy bất kỳ ngôi sao lớn nào cũng cần phải hình thành nhanh chóng.
Các lý thuyết về sự hình thành sao khối lượng lớn bao gồm từ sự hợp nhất của các tiền sao nhỏ hơn, đến sự tương tác trong các cụm sao mới dày đặc, đến các ví dụ cực đoan về các quá trình thúc đẩy sự hình thành các ngôi sao bình thường.
Mỗi khả năng này sẽ để lại dấu ấn của nó trên quần thể sao đôi trong M17.
Các nghiên cứu trước đây đã sử dụng các kỹ thuật quang phổ để cố gắng xác định tỷ lệ các ngôi sao khối lượng lớn trong cụm sao trẻ này có bạn đồng hành và dường như cho thấy rằng cụm sao này không có các hệ thống như vậy một cách bất thường.
Điều này khiến nó trở thành mục tiêu hấp dẫn của GRAVITY, thứ có khả năng tìm kiếm những người bạn đồng hành ở xa hơn và ít nặng hơn.
Chắc chắn, tất cả sáu ngôi sao được nhắm mục tiêu trong cụm hóa ra đều có ít nhất một ngôi sao đồng hành, chia sẻ 14 ngôi sao giữa chúng, với khối lượng từ 3 đến 50 lần so với Mặt trời.
Điều đó đủ để kết luận rằng, giống như trong các cụm khác đã được nghiên cứu, các sao đồng hành khối lượng lớn là phổ biến trong M17, nghĩa là các cặp sao khối lượng lớn phải hình thành sớm trong quá trình phát triển của một hệ thống như vậy.
Chúng ta cũng có thể nói thêm về các hệ nhị phân: có rất nhiều khoảng cách khác nhau, từ các ngôi sao cách nhau không xa Trái đất và Mặt trời cho đến những ngôi sao cách nhau 120 lần khoảng cách đó và thiếu hệ thống rõ ràng trong đó hai ngôi sao có khối lượng bằng nhau.
Thật không may, không một lý thuyết nào về sự hình thành sao lớn giải thích tất cả các đặc điểm này, vì vậy tất cả những gì chúng ta thực sự có thể nói là cần có nhiều quan sát hơn.
May mắn thay, với GRAVITY và Very Large Telescope, các nhà thiên văn học có công cụ để thực hiện công việc.
Chris Lintott đang đọc Về nguồn gốc của các nhị phân lớn gần trong vùng hình thành sao M17 của E Bordier et al. Đọc trực tuyến tại: arxiv.org/abs/2203.05036.
Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 5 năm 2022 của Tạp chí BBC Sky at Night .