Hình ảnh mới từ kính viễn vọng Hubble về tinh vân N44 trong Đám mây Magellan Lớn (Ảnh: NASA).
Cấu trúc này làm sáng tỏ một chu kỳ vũ trụ quan trọng, trong đó thế hệ sao đi trước vừa phá hủy môi trường đã nuôi dưỡng chúng, vừa tạo điều kiện cho sự ra đời của một thế hệ sao mới.
Phá hủy để tái sinh
Quan sát từ Trái Đất theo hướng chòm sao Kiếm Ngư (Dorado), tinh vân LHA 120-N44 (thường gọi tắt là N44) nằm cách chúng ta khoảng 160.000 năm ánh sáng, thuộc Đám mây Magellan Lớn - một thiên hà vệ tinh của Dải Ngân hà.
Thoạt nhìn qua kính thiên văn, N44 xuất hiện như một "lỗ hổng" xuyên qua đám mây bụi khí, nhưng thực chất đây là một cấu trúc có quy mô vật lý rộng lớn, với kích thước dài 210 năm ánh sáng và rộng 140 năm ánh sáng.
Để hình dung mức độ bao la của khoảng trống này, khoảng cách từ Hệ Mặt Trời tới Alpha Centauri - hệ sao gần Mặt Trời nhất - chỉ tương đương 4,4 năm ánh sáng.
Về mặt phân loại, vùng rỗng này được xác định là một "siêu bong bóng", tức khoang vật chất khổng lồ bị khoét rỗng bởi hoạt động năng lượng cực lớn của các ngôi sao nóng, khối lượng lớn tập trung gần tâm tinh vân.
Khoang rỗng này được tạo thành từ chính quá trình tự tiêu hao của các ngôi sao khối lượng lớn.
Tương tự như cách gió Mặt Trời trong Hệ Mặt Trời thổi các hạt mang điện và góp phần định hình nhật quyển, luồng gió sao cực mạnh từ các ngôi sao khổng lồ tại tâm N44 liên tục đẩy vật chất ra xa.
Cùng lúc đó, các ngôi sao khối lượng lớn tiến hóa nhanh chóng và kết thúc vòng đời bằng những vụ nổ siêu tân tinh dữ dội, giải phóng sóng xung kích đẩy thêm một lượng khí lớn ra khỏi trung tâm.
Bức xạ kết hợp từ các ngôi sao trẻ và thế hệ sao trước đó đã từng bước dọn sạch vùng trung tâm của tinh vân, tạo nên khoang rộng lớn hiện tại.
Tuy nhiên, lượng khí và bụi bị trục xuất khỏi trung tâm không biến mất vào hư không. Dưới tác động của gió sao và sóng xung kích, phần lớn vật chất này bị đẩy dồn ra rìa ngoài, nén lại để tạo thành một lớp vỏ khí và bụi đậm đặc bao quanh siêu bong bóng.
Chính bên trong lớp vỏ bị nén ép này, các tiền sao mới bắt đầu hình thành.
Những ngôi sao khổng lồ đã phá hủy đám mây khí ban đầu của chúng lại tạo ra những điều kiện vật lý thuận lợi cho sự hình thành thế hệ sao tiếp theo.
Toàn bộ quá trình vận động kép này được giới thiên văn học gọi là hiện tượng "phản hồi sao".
Trong giai đoạn đầu, các ngôi sao khổng lồ nung nóng, ion hóa và phân tán môi trường bụi khí lân cận, khiến quá trình hình thành sao tại khu vực trung tâm trở nên khó khăn.
Nhưng ở giai đoạn tiếp theo, chính áp lực từ gió sao có thể dồn nén các đám mây khí ở rìa ngoài đến mật độ đủ lớn, khiến chúng sụp đổ dưới tác dụng của lực hấp dẫn, khởi động quá trình hình thành các ngôi sao mới.
Phòng thí nghiệm tự nhiên nghiên cứu vòng đời của sao
Trong khung hình toàn cảnh do Hubble chụp, tinh vân N44 chứa gần nửa triệu ngôi sao, bao gồm cả các sao thuộc cấu trúc tinh vân lẫn những ngôi sao nằm ngẫu nhiên dọc theo cùng một đường ngắm từ Trái Đất.
Đáng chú ý nhất trong số này là khoảng 30.000 tiền sao trẻ - những thiên thể đang trong giai đoạn hình thành, chưa đạt tới điều kiện cần thiết ở lõi để bắt đầu phản ứng nhiệt hạch duy trì như ở các ngôi sao trưởng thành.
Với mật độ tiền sao dày đặc, tinh vân N44 trở thành một phòng thí nghiệm tự nhiên hiếm có, mang đến cho các nhà thiên văn học cơ sở quan sát quý giá để tìm hiểu quá trình hình thành sao và giải đáp câu hỏi nền tảng: Cần bao nhiêu thời gian để một đám mây khí sụp đổ và hình thành một ngôi sao hoàn chỉnh?
