Nước có thể đã xuất hiện từ rất lâu và là một thành phần quan trọng của các thiên hà đầu tiên
Hơi nước trong quầng nguyên thủy. a,b, Hình ảnh được mô phỏng ở khoảng cách 1 kpc của hơi nước trong siêu tân tinh 13 M⊙ CC ở 90 Myr sau vụ nổ (a) và siêu tân tinh 200 M⊙ PI ở 3 Myr sau vụ nổ (b). Các phân đoạn khối lượng của hơi nước khuếch tán trong các quầng sáng thay đổi từ 10−14 đến 10−12 trong siêu tân tinh CC và 10−12 đến 10−10 trong siêu tân tinh PI. Các cụm dày đặc với khối lượng nước cao hơn nhiều có thể nhìn thấy như các đốm vàng ở trung tâm của cả hai hình ảnh. Nguồn ảnh: Nature Astronomy
Như chúng ta đã biết, nước đóng một vai trò rất quan trọng đối với sự sống, và các thành phần của nó – hydro và oxy – được hình thành theo những cách khác nhau. Các nguyên tố hoá học nhẹ hơn như hydro, heli và lithium đã được rèn trong Vụ nổ lớn, nhưng các nguyên tố nặng hơn như oxy, là kết quả của các phản ứng hạt nhân trong các ngôi sao hoặc các vụ nổ siêu tân tinh. Như vậy, chúng ta chưa có bằng chứng về việc khi nào nước bắt đầu hình thành trong vũ trụ.
Nhà nghiên cứu Daniel Whalen và các đồng nghiệp đã sử dụng các mô hình máy tính của hai siêu tân tinh – mô hình đầu tiên cho một ngôi sao có khối lượng gấp 13 lần mặt trời và mô hình thứ hai cho một ngôi sao có khối lượng gấp 200 lần mặt trời – để phân tích các sản phẩm của những vụ nổ này. Họ phát hiện ra rằng 0,051 và 55 khối lượng mặt trời (trong đó một khối lượng mặt trời là khối lượng mặt trời của chúng ta) đã được tạo ra trong mô phỏng đầu tiên và thứ hai, tương ứng, do nhiệt độ và mật độ đạt được rất cao.
Whalen và các đồng nghiệp phát hiện ra khi oxy nguội đi và trộn với hydro xung quanh do siêu tân tinh để lại, nước hình thành trong các cụm vật chất dày đặc còn sót lại. Những cụm này có khả năng là địa điểm hình thành thế hệ thứ hai của các ngôi sao và hành tinh.
Trong mô phỏng đầu tiên, các tác giả phát hiện ra khối lượng nước đạt đến đại lượng tương đương với một phần trăm triệu đến một phần triệu khối lượng mặt trời trong 30 đến 90 triệu năm sau siêu tân tinh. Trong mô phỏng thứ hai, lượng nước đạt khoảng 0,001 khối lượng mặt trời sau ba triệu năm.
Các tác giả cho rằng nếu nước có thể tồn tại sau sự hình thành của các thiên hà đầu tiên, một quá trình có khả năng phá huỷ, nó có thể đã được kết hợp vào sự hình thành các hành tinh hàng tỷ năm trước.
Nguồn bài viết: https://phys.org/news/2025-03-older-thought-key-constituent-galaxies.html
Xử lý tin: Phương Hà
