Kính viễn vọng không gian James Webb vừa hoàn thành đợt quan sát kéo dài 65 giờ đối với Messier 82, còn được gọi là thiên hà Cigar. Dữ liệu thu được được xử lý thành bức ảnh có độ phân giải 223MP, cho phép các nhà khoa học nhận diện khoảng 16.5 triệu ngôi sao cùng nhiều cấu trúc chưa từng được quan sát rõ ràng trước đây.
Messier 82 là một thiên hà xoắn ốc nhìn nghiêng nằm tương đối gần Trái Đất và từ lâu đã trở thành mục tiêu quan trọng của giới thiên văn. Điểm đặc biệt của thiên hà này là tốc độ hình thành sao rất cao, ước tính nhanh gấp khoảng 10 lần so với Dải Ngân Hà.
Các nhà khoa học cho rằng quần thể sao dày đặc của Messier 82 có thể liên quan đến quá trình tương tác hoặc hợp nhất thiên hà trong quá khứ. Tuy nhiên, giai đoạn hình thành sao dữ dội này được dự đoán chỉ tồn tại trong thời gian ngắn nếu xét theo quy mô vũ trụ, với vòng đời còn lại có thể chỉ kéo dài vài trăm triệu năm.
Để nghiên cứu chi tiết Messier 82, nhóm thiên văn học đã sử dụng NIRCam, camera hồng ngoại gần trên kính James Webb. Tổng thời gian quan sát lên tới 65 giờ, tương đương gần ba ngày, giúp kính viễn vọng ghi lại cấu trúc đĩa bị kéo giãn của thiên hà và phân giải hàng triệu ngôi sao riêng lẻ.
Khả năng quan sát ở bước sóng hồng ngoại cho phép James Webb nhìn xuyên qua những vùng khí và bụi dày đặc vốn che khuất nhiều chi tiết trong ảnh quang học. Nhờ đó, các nhà khoa học có thể khảo sát mặt phẳng chính của đĩa thiên hà và thu thập thêm dữ liệu về lịch sử hình thành cũng như tiến hóa của Messier 82.
Adam Smercina, Hubble Fellow tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian và thành viên nhóm nghiên cứu, mô tả Messier 82 là một thiên hà hỗn loạn nhưng đẹp mắt. Theo ông, giới khoa học vẫn chưa hiểu đầy đủ nguyên nhân khiến tốc độ hình thành sao tại đây tăng cao, cũng như khoảng thời gian thiên hà đã đẩy các luồng vật chất ra khỏi vùng trung tâm.
Messier 82 được xem là một phòng thí nghiệm tự nhiên phù hợp để nghiên cứu quá trình tiến hóa của thiên hà. Những đặc điểm của nó giúp các nhà khoa học tìm hiểu cách ngôi sao hình thành trong môi trường khắc nghiệt, đồng thời quan sát mối liên hệ giữa hoạt động tạo sao và các luồng vật chất thoát ra ngoài.
Bức ảnh tổng hợp chính kết hợp dữ liệu từ James Webb và kính viễn vọng Hubble. Trong đó, các ngôi sao được thể hiện bằng tông xanh trắng, hạt bụi có màu đỏ cam và khí hydro ion hóa xuất hiện với màu vàng. Dữ liệu từ Hubble bổ sung thông tin về khí và bụi, trong khi James Webb làm rõ các ngôi sao nằm phía sau những vùng vật chất này.
Một phiên bản khác chỉ sử dụng dữ liệu NIRCam cũng cho thấy khoảng 16.5 triệu ngôi sao. Khi đặt cạnh ảnh của Hubble, sự khác biệt giữa hai kính viễn vọng trở nên rõ ràng: Hubble ghi lại tốt cấu trúc khí bụi, còn James Webb có khả năng xuyên sâu hơn để phân giải các ngôi sao bên trong thiên hà.
Benjamin Williams từ Đại học Washington cho biết số lượng ngôi sao mà James Webb có thể phân giải là rất lớn so với những quan sát trước đây. Tập hợp các ngôi sao này tạo nên một hồ sơ chi tiết về lịch sử hình thành và tiến hóa của Messier 82, giúp giới thiên văn lần theo những thay đổi đã diễn ra trong hàng trăm triệu năm.
Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng một kính viễn vọng đơn lẻ khó có thể giải đáp toàn bộ câu hỏi về Messier 82. Việc kết hợp dữ liệu từ James Webb, Hubble và các sứ mệnh khác giúp mở rộng phạm vi quan sát, đồng thời cung cấp cái nhìn đầy đủ hơn về hệ sinh thái phức tạp bên trong thiên hà.
