SDSS J0715-7334
 Hình ảnh mô phỏng của họa sĩ (không theo đúng tỷ lệ) về sao khổng lồ đỏ SDSS J0715-7334, ngôi sao được hình thành trong quầng của Đám Mây Magellan Lớn và hiện đã di cư đến trú ngụ tại Ngân Hà. | |
| Dữ liệu quan sát Kỷ nguyên J2000.0 Xuân phân J2000.0 | |
|---|---|
| Chòm sao | Phi Ngư |
| Xích kinh | 07h 15m 38,595s[1] |
| Xích vĩ | −73° 34′ 53,14″[1] |
| Cấp sao biểu kiến (V) | 15,362[2] |
| Các đặc trưng | |
| Giai đoạn tiến hóa | Nhánh khổng lồ đỏ[2] |
| Trắc lượng học thiên thể | |
| Vận tốc xuyên tâm (Rv) | 428,7±2,0[2] km/s |
| Chuyển động riêng (μ) | RA: +3,767[1] mas/năm Dec.: +2,627[1] mas/năm |
| Khoảng cách | 85 năm ánh sáng (26,1 pc) ly (26,100+1,500 −1,600[3] pc) |
| Cấp sao tuyệt đối (MV) | −2,0[2][a] |
| Chi tiết | |
| Khối lượng | 0,78[2] M☉ |
| Bán kính | 21[4] R☉ |
| Độ sáng | 1.117[2][b] L☉ |
| Hấp dẫn bề mặt (log g) | 1,10±0,25[3] cgs |
| Nhiệt độ | 4700±100[3] K |
| Độ kim loại [Fe/H] | −4,53±0,2[3] dex |
| Tuổi | 12,8 - 13,0[3] Gyr |
| Tên gọi khác | |
| Cơ sở dữ liệu tham chiếu | |
| SIMBAD | dữ liệu |
SDSS J0715−7334 là một sao già cỗi thuộc Quần thể sao II nằm trong quầng thiên hà Ngân Hà, có nguồn gốc xuất phát từ Đám mây Magellan Lớn đã bị thiên hà của chúng ta bắt giữ thông qua tương tác thủy triều giữa hai thiên hà, cách Trái Đất khoảng 85.000 năm ánh sáng (26,1 kpc) tại vùng biểu kiến thuộc chòm sao Phi Ngư.[3] Thành phần hóa học của ngôi sao này gần như giữ nguyên vẹn, không thay đổi kể từ thời kỳ sơ khai của vũ trụ.[3][6][7][8]
Vật thể này là một sao khổng lồ đỏ đơn độc và già cỗi.[3][6] Nó có nhiệt độ hiệu dụng là 4.700 K, gia tốc trọng trường bề mặt là 1,1 cgs, độ kim loại cực thấp đạt −4,53 dex, và tuổi thọ ước tính nằm trong khoảng từ 12,8 đến 13 tỷ năm, là một trong số những sao có tuổi đời già nhất được quan sát thấy tính đến thời điểm phát hiện.[3]
Khám phá và đặt tên
[sửa | sửa mã nguồn]Sự phát hiện ban đầu về vật thể diễn ra vào năm 2014 khi nhà vật lý thiên văn Kevin Schlaufman từ Đại học Johns Hopkins tiến hành phân tích các dữ liệu đo độ sáng lưu trữ từ dự án Khảo sát Quang phổ Dao động Baryon (BOSS). Dựa trên các chỉ số màu đặc trưng, ngôi sao được phân loại là một ứng cử viên sao nghèo kim loại cực hạn và được đưa vào danh sách mục tiêu cho các cuộc khảo sát quang phổ tiếp theo bởi thế hệ thứ năm của dự án Sloan Digital Sky Survey (SDSS-V).[3]
Vào mùa xuân năm 2025, cơ sở dữ liệu SDSS-V được tích hợp vào chương trình giảng dạy tại Đại học Chicago. Giáo sư Alexander Ji đã đưa danh sách các ứng cử viên này vào một khóa học thực hành mang tên "Vật lý thiên văn thực địa" dành cho sinh viên đại học; Alexander Ji gọi SDSS J0715-7334 là kẻ nhập cư cổ đại ancient immigrant. Một nhóm gồm mười sinh viên, trong quá trình phân tích dữ liệu, đã lọc các tập dữ liệu lớn và thiết lập được một danh sách mẫu gồm 77 ngôi sao triển vọng nhất.[8]
“This ancient immigrant gives us an unprecedented look at conditions in the early universe,”... “Big data projects like SDSS make it possible for students to get directly involved in these important discoveries.”
“Kẻ nhập cư cổ đại này mang đến cho chúng ta cái nhìn chưa từng có về các điều kiện trong vũ trụ sơ khai”... “Các dự án dữ liệu lớn như SDSS giúp sinh viên có thể trực tiếp tham gia vào những khám phá quan trọng này”— Alexander Ji, [9]
Vào ngày 21 tháng 3 năm 2025, trong kỳ nghỉ xuân, nhóm nghiên cứu đã thực hiện một loạt các quan sát tại Đài thiên văn Las Campanas ở Chile. Các dữ liệu quang phổ độ phân giải cao được thu thập bằng Kính viễn vọng Magellan "Clay" đường kính 6,5 mét và Máy quang phổ Magellan Inamori Kyocera Echelle (MIKE). Phân tích sơ bộ từ một bức ảnh phơi sáng kéo dài ba giờ cho thấy sự vắng mặt gần như hoàn toàn của các vạch hấp thụ kim loại trong quang phổ. Học kỳ tiếp theo của các sinh viên sau đó đã được dành gần như hoàn toàn cho việc phân tích và mô hình hóa dữ liệu quang phổ thu được. Các kết quả nghiên cứu đã được gửi đi và xuất bản chính thức trên tạp chí khoa học Nature Astronomy.[3][7]
Tên gọi SDSS J0715-7334 bao gồm:
- SDSS: được phát hiện thông qua các dữ liệu lấy từ trạm Khảo sát Bầu trời Kỹ thuật số Sloan Sloan Digital Sky Survey, viết tắt là SDSS
- J: Julius, kỷ nguyên J2000.0 là mốc thời gian 12 giờ trưa TT ngày 1 tháng 1 năm 2000 hay sử dụng làm mốc số liệu thiên văn.
- 0715: Xích kinh 07h 15m
- -7334: Xích vĩ -73° 34', với dấu - nghĩa là thuộc về thiên cầu nam
Nguồn gốc ngoài Ngân Hà
[sửa | sửa mã nguồn]
Các phân tích động học quỹ đạo từ dữ liệu của tàu không gian Gaia cho thấy SDSS J0715−7334 không được hình thành trong Ngân Hà mà có nguồn gốc từ quầng của Đám Mây Magellan Lớn (LMC). Sau khi LMC tương tác hấp dẫn với Ngân Hà, ngôi sao đã bị tước khỏi thiên hà mẹ và trở thành một thành viên của quầng Ngân Hà. Các nhà khoa học xác định được rằng vectơ chuyển động của ngôi sao và các tham số của quỹ đạo có độ lệch tâm cao của nó có sự liên kết không gian và động lực học chặt chẽ với Đám Mây Magellan Lớn (LMC).[3][6]
Ngôi sao này được hình thành trong vùng quầng của LMC vào kỷ nguyên sơ khai khi vũ trụ mới hình thành. Sau đó, do kết quả của tương tác thủy triều hấp dẫn mạnh mẽ giữa hai thiên hà, Ngân Hà đã tước đoạt và bắt giữ vật thể này từ hệ thống thiên hà mẹ của nó, chuyển nó vào một quỹ đạo hình elip kéo dài bên trong quầng thiên hà của chính chúng ta.[3][6]
Tổng hàm lượng kim loại trong SDSS J0715−7334 chiếm chưa tới 0,005% so với Mặt Trời.[3][7][8] Hàm lượng phân số khối lượng tuyệt đối được ước tính là Z <78×10−7, tương đương 0,8 phần triệu (ppm).[3][7] Ngôi sao này có độ tinh khiết hóa học gấp khoảng 20.000 lần Mặt Trời và nghèo kim loại hơn ít nhất 2 lần so với thực thể giữ kỷ lục về tổng độ kim loại thấp trước đó là SDSS J1029+1729. Thành phần hóa học của ngôi sao gần như hoàn toàn là hydro và heli nguyên thủy được tạo ra trực tiếp từ vụ nổ Big Bang.[3]
Nồng độ sắt thấp hơn 20.000 lần so với nồng độ của Mặt Trời, đo được ở mức [Fe/H] = −4,3. Giá trị này chỉ ra rằng ngôi sao được hình thành trong một kỷ nguyên tiền siêu tân tinh, trước khi các vụ nổ Siêu tân tinh loại Ia (vốn là nguồn cung cấp sắt chính trong Vũ trụ) diễn ra phổ biến. Chỉ số này thấp hơn khoảng 40 lần so với hầu hết các ngôi sao cực nghèo sắt từng được biết đến khác. Mặc dù tồn tại một ngôi sao có hàm lượng sắt thành phần thậm chí còn thấp hơn là SMSS J0313–6708 (nơi sắt ít hơn tới 10 lần), nhưng tổng độ kim loại của thực thể đó vẫn cao hơn đáng kể do sự dư thừa khổng lồ của cacbon. SDSS J0715−7334 thể hiện một sự thiếu hụt cực hạn một cách đồng đều trên tất cả các nguyên tố nặng cùng một lúc.[3]
Đồng thời, hàm lượng cacbon cũng ít hơn Mặt Trời tới 30.000 lần, đo được ở mức [C/Fe] < −0,2. Trong quá trình phân tích nhanh ban đầu, các vạch phổ của cacbon yếu đến mức hầu như không thể phân biệt được trên spectrogram (biểu đồ quang phổ). Sự thiếu hụt này được công nhận là dị thường tách biệt mang tính vũ trụ học chính của vật thể. Đại đa số các ngôi sao già cỗi đã biết đều thể hiện một sự dư thừa rõ rệt của cacbon so với sắt, do các hợp chất cacbon đóng vai trò là chất làm mát chủ đạo, làm hạ nhiệt độ của các đám mây tiền sao để cho phép quá trình sụp đổ hấp dẫn diễn ra. Sự vắng mặt gần như hoàn toàn của cacbon trong SDSS J0715−7334 gợi mở về sự tồn tại của các kênh làm mát khác ít được nghiên cứu hơn của vật chất trong Vũ trụ sơ khai – ví dụ, thông qua silicat hoặc các dạng bụi vũ trụ khác được giải phóng bởi thế hệ siêu tân tinh đầu tiên.[3]
Ngoài sắt và cacbon, chỉ có các dấu vết tối thiểu của các nguyên tố thuộc quá trình alpha như magiê, canxi và titan được phát hiện trong phổ của ngôi sao. Tỷ lệ của các nguyên tố này đối với sắt cho phép các nhà vật lý thiên văn mô hình hóa toán học quá trình tổng hợp hạt nhân diễn ra bên trong lõi của ngôi sao tiền thân.[3] Các nghiên cứu đã thiết lập được rằng toàn bộ dấu vết hóa học độc bản này được hình thành từ kết quả của một vụ nổ đơn lẻ, mang năng lượng cực cao của duy nhất một ngôi sao thuộc Quần thể III với khối lượng ban đầu khoảng 25-35 M☉.[3] Nó đã kết thúc chu kỳ tiến hóa của mình dưới dạng một vụ nổ siêu tân tinh mãnh liệt với năng lượng nổ khoảng 5×1051 Erg, sở hữu lực đẩy và vận tốc vật chất giải phóng (ejecta) cao bất thường.[3] Vật chất giàu hydro và heli bị sóng xung kích từ vụ nổ quét qua hầu như không bị pha trộn với môi trường liên sao xung quanh. Đám khí này nhanh chóng sụp đổ hấp dẫn để hình thành SDSS J0715−7334, nhờ đó bảo tồn gần như nguyên vẹn dấu vết hóa học của một vụ nổ sao Quần thể III duy nhất.[3]
Xem thêm
[sửa | sửa mã nguồn]- SMSS J031300.36−670839.3
- Sao Caffau
- HE 1327−2326
- 2MASS J18082002−5104378
- RR Lyrae
- Bất ổn định Jeans: khái niệm trong vật lý thiên văn mô tả sự bất ổn định dẫn đến sự sụp đổ hấp dẫn của một đám mây khí hoặc bụi
Ghi chú
[sửa | sửa mã nguồn]Tham khảo
[sửa | sửa mã nguồn]- 1 2 3 4 Vallenari, A.; và đồng nghiệp (Gaia collaboration) (2023). "Gaia Data Release 3. Summary of the content and survey properties". Astronomy and Astrophysics. 674: A1. arXiv:2208.00211. Bibcode:2023A&A...674A...1G. doi:10.1051/0004-6361/202243940. S2CID 244398875. Gaia DR3 record for this source at VizieR.
- 1 2 3 4 5 6 Limberg, Guilherme; Placco, Vinicius M.; Ji, Alexander P.; Yao, Yupeng; Chiti, Anirudh; Mardini, Mohammad K.; Frebel, Anna; Rossi, Silvia (2025). "Discovery of an [Fe/H] ∼ −4.8 Star in Gaia XP Spectra". The Astrophysical Journal. 989 (1): L18. arXiv:2508.00067. Bibcode:2025ApJ...989L..18L. doi:10.3847/2041-8213/adf196.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Ji, Alexander P.; và đồng nghiệp (2026). "A nearly pristine star from the Large Magellanic Cloud". Nature Astronomy. 10 (6): 842–857. arXiv:2509.21643. Bibcode:2026NatAs..10..842J. doi:10.1038/s41550-026-02816-7.
- ↑ Stassun, Keivan G.; và đồng nghiệp (2019). "The Revised TESS Input Catalog and Candidate Target List". The Astronomical Journal. 158 (4): 138. arXiv:1905.10694. Bibcode:2019AJ....158..138S. doi:10.3847/1538-3881/ab3467.
- ↑ "2MASS J07153858-7334530". SIMBAD. Trung tâm dữ liệu thiên văn Strasbourg. Truy cập ngày 21 tháng 9 năm 2022.
- 1 2 3 4 Kasal, Krystal. "Astronomers discover the most 'pristine' star in the known universe". phys. Truy cập ngày 8 tháng 10 năm 2025.
- 1 2 3 4 for Science, Carnegie Institution (ngày 3 tháng 4 năm 2026). "The most pristine star yet found in the known universe". phys. Truy cập ngày 3 tháng 4 năm 2026.
- 1 2 3 Williams, Matthew (ngày 10 tháng 4 năm 2026). "Student Team Finds One of the Oldest Stars in the Universe that Migrated to the Milky Way". Universe Today (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 10 tháng 4 năm 2026.
- ↑ Alex Ji, Natalie Orrantia và Ha Do (ngày 3 tháng 4 năm 2026). ""Ancient Immigrant" star puzzles, delights astronomers" (bằng tiếng Anh). SDSS. Bản gốc lưu trữ ngày 17 tháng 5 năm 2026. Truy cập ngày 17 tháng 7 năm 2026.
"We analyzed the star for a large swath of elements, and the abundances are quite low for all of them," said Ha Do, another of the students who discovered the star... "The star has so little carbon that it suggests an early sprinkling of cosmic dust is responsible for making it," said Ji... These two facts led Alex Ji, the students' Professor at University of Chicago, to call the star an "ancient immigrant."
Liên kết ngoài
[sửa | sửa mã nguồn]
Tư liệu liên quan tới SDSS J0715-7334 tại Wikimedia Commons- Ngôi sao già nhất vũ trụ bất ngờ hiện ra gần chúng ta? Tuổi Trẻ (báo) 11/10/2025
- Ngôi sao nguyên sơ nhất vũ trụ xuất hiện Anh Thư, báo Tuổi Trẻ 08/04/2026
- Phát hiện ngôi sao nguyên thủy nhất: Hóa thạch hiếm hoi từ thuở sơ khai của vũ trụ Đức Khương, nguoiduatin 08/04/2026
