Việc phát hiện ra thiên hà lùn cổ xưa Reticulum II được cho là sẽ tạo cơ hội cho các nhà khoa học, trong công cuộc truy tìm nguồn gốc của các nguyên tố nặng trên hành tinh chúng ta. Những kim loại quý giá nhất trên Trái đất, bao gồm vàng, bạc và bạch kim, thường cần rất rất nhiều năng lượng để hình thành. Tuy nhiên, cho đến nay, chưa một ai có thể giải thích bằng cách nào chúng đã tồn tại trong vũ trụ. Reticulum II nằm cách Trái đất 98.000 năm ánh sáng, nơi có chứa lượng khổng lồ những kim loại kể trên, có thể là câu trả lời mà giới thiên văn học tìm kiếm suốt 6 thập kỷ qua.
“Hiểu được cách các nguyên tố nặng hình thành là một trong những vấn đề khó khăn nhất trong vật lý hạt nhân”, nhà vật lý học Anna Frebel thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT - Mỹ), cho biết. “Việc sản xuất các nguyên tố nặng thực sự mất rất nhiều năng lượng, khiến cho quá trình này gần như không thể tiến hành trong điều kiện thực nghiệm. Quá trình tạo ra chúng không diễn ra trên Trái đất. Vì vậy, chúng tôi buộc phải sử dụng các ngôi sao và các đối tượng khác nhau trong vũ trụ, để xem nó như phòng thí nghiệm của mình”.
Nhà vật lý học Anna Frebel. Ảnh: Harvardmagazine
Lần đầu tiên được tìm thấy vào năm ngoái, Reticulum II là thiên hà quay quanh thiên hà Milky Way của chúng ta, và là một trong những thiên hà lùn gần nhất từng được phát hiện. Nó được xem như một trong những ứng cử viên tốt nhất cho việc phát hiện vật chất tối, và giờ đây, Reticulum II có lẽ cũng là nơi tốt nhất để tìm hiểu nguồn gốc của các nguyên tố quý giá trên hành tinh của chúng ta.
Bằng cách phân tích ánh sáng đến từ một trong những ngôi sao sáng nhất trong thiên hà Reticulum II, nhờ sử dụng kính viễn vọng Magellan tại Đài quan sát Las Campanas ở Chile; Frebel và nhóm của bà quả quyết họ phát hiện một lượng lớn dấu hiệu cho thấy từng xảy ra các “quá trình r” (một quá trình hợp hạch dẫn đến sự hình thành kim loại) tại đây. “Quá trình r” là cái tên được các nhà khoa học đặt ra, cho một quá trình có thể được sử dụng để tạo thành các yếu tố như vàng, uranium và chì, hay còn gọi là quá trình bắt neutron nhanh.
“Hiểu được cách các nguyên tố nặng hình thành là một trong những vấn đề khó khăn nhất trong vật lý hạt nhân”, nhà vật lý học Anna Frebel thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT - Mỹ), cho biết. “Việc sản xuất các nguyên tố nặng thực sự mất rất nhiều năng lượng, khiến cho quá trình này gần như không thể tiến hành trong điều kiện thực nghiệm. Quá trình tạo ra chúng không diễn ra trên Trái đất. Vì vậy, chúng tôi buộc phải sử dụng các ngôi sao và các đối tượng khác nhau trong vũ trụ, để xem nó như phòng thí nghiệm của mình”.
Nhà vật lý học Anna Frebel. Ảnh: Harvardmagazine
Lần đầu tiên được tìm thấy vào năm ngoái, Reticulum II là thiên hà quay quanh thiên hà Milky Way của chúng ta, và là một trong những thiên hà lùn gần nhất từng được phát hiện. Nó được xem như một trong những ứng cử viên tốt nhất cho việc phát hiện vật chất tối, và giờ đây, Reticulum II có lẽ cũng là nơi tốt nhất để tìm hiểu nguồn gốc của các nguyên tố quý giá trên hành tinh của chúng ta.
Bằng cách phân tích ánh sáng đến từ một trong những ngôi sao sáng nhất trong thiên hà Reticulum II, nhờ sử dụng kính viễn vọng Magellan tại Đài quan sát Las Campanas ở Chile; Frebel và nhóm của bà quả quyết họ phát hiện một lượng lớn dấu hiệu cho thấy từng xảy ra các “quá trình r” (một quá trình hợp hạch dẫn đến sự hình thành kim loại) tại đây. “Quá trình r” là cái tên được các nhà khoa học đặt ra, cho một quá trình có thể được sử dụng để tạo thành các yếu tố như vàng, uranium và chì, hay còn gọi là quá trình bắt neutron nhanh.
Năm 1957, nhà vật lý Hans Suess và Harold Urey từng chứng minh tồn tại một số hình thức bắt neutron nhanh cần thiết, để tạo ra các nguyên tố nặng, đồng thời gợi ý rằng ở đâu đó trong vũ trụ, có một nơi với đầy những điều kiện khắc nghiệt và chứa lượng neutron khổng lồ, đó là nơi mà những nguyên tố này hình thành. Họ cho rằng các vụ nổ sao khổng lồ và những vụ hợp nhất hiếm hoi của các ngôi sao neutron, chính là giả thiết khả thi nhất để giải thích cho sự diễn ra của “quá trình r”. Tuy nhiên, họ không đưa ra được bằng chứng, thế nên nguồn gốc của các nguyên tố sản sinh sau “quá trình r” vẫn còn là một bí ẩn.
Ảnh: Scitechdaily
Trong giai đoạn sơ khai của các thiên hà lùn Reticulum II, xung đột giữa các sao neutron xảy ra với tần suất dày đặc. Đến hiện tại, Reticulum II chứa đầy các nguyên tố tạo ra sau “quá trình r”, phần nào chứng minh tính đúng đắn của giải thiết từ Suess và Urey. “Sáp nhập sao neutron có thể là yếu tố đưa đến sự hình thành của phần lớn các vật chất quý giá trong khắp vũ trụ”, nhà thiên văn học Enrico Ramirez-Ruiz đến từ Đại học California (Mỹ), người đã không tham gia vào nghiên cứu, chia sẻ.
Vậy bằng cách nào, tất cả các nguyên tố như vàng, bạc, uranium, chì, bạch kim, cũng như các nguyên tố khác sản sinh sau “quá trình r” lại có mặt trên Trái đất? Lý giải cho điều này, nhóm nghiên cứu cho rằng chúng được tạo ra trong các vụ nổ sao neutron, sau đó ‘nhúng’ vào ngôi sao và các hành tinh ngay thời điểm đó, cuối cùng là mang tất cả lên hành tinh của chúng ta. “Vàng ban đầu đã chìm xuống lõi của hành tinh, vì Trái đất sơ khai thật sự vẫn còn đang nóng chảy”, Ramirez-Ruiz nói. “Vì vậy, tất cả vàng mà chúng ta có được ngày hôm nay phía trên hoặc gần bề mặt, đều có nguồn gốc từ tác động của thiên thạch”.
“Như chúng tôi đã nói, vàng không được tạo ra trên các tiểu hành tinh, chúng có thể đã hình thành trong một vụ sáp nhập sao neutron”, Frebel cho biết thêm. “Nó sau đó được trộn vào các đám mây khí và bụi, cũng là trạng thái mà các tiểu hành tinh và hành tinh đều trải qua khi hình thành. Vàng sau đó đã được vận chuyển đến Trái đất như một gói hàng đặc biệt”.
