Vũ trụ có nhiều điều thú vị mà chúng ta chưa khám phá được hết. Trong đó tinh vân là một trong những khám phá mới, đem lại nhiều kiến thức thiên văn giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về sự hình thành sao, hoạt động của vũ trụ.

Vậy tinh vân là gì? Bạn có biết những tinh vân đẹp nhất Vũ Trụ hiện nay? Hãy cùng mình tìm hiểu rõ hơn qua bài viết dưới đây nhé.

Tinh vân là gì?

Bài viết này mình sẽ cùng các bạn tìm hiểu định nghĩa tinh vân là gì, phân loại và khám phá vẻ đẹp của các tinh vân.

Khái niệm

Tinh vân trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là đám mây. Nó được dùng để chỉ một đám mây bụi và khí khổng lồ trong không gian. Tinh vân có thể nhìn thấy trên bầu trời đêm dưới dạng một mảng sáng không rõ ràng hoặc là một hình bóng tối trên vật chất phát sáng khác.

Tinh vân có nhiều hình dạng, kích cỡ khác nhau nhưng hầu hết đều có size cực khủng, rộng hàng chục, trăm, nghìn năm ánh sáng. Tinh vân có số khối lượng nhất định và có mật độ lớn hơn không gian xung quanh chúng. Mặc dù vậy, có không ít tinh vân kém đậm đặc hơn khoảng chân không nào chúng ta tạo ra trên Trái đất.

“Tinh vân là một đám mây khí và bụi ngoài vũ trụ, có thể nhìn thấy trên bầu trời đêm dưới dạng một mảng sáng không rõ ràng hoặc là một hình bóng tối trên nền vật chất phát sáng khác.”

Con người có thể quan sát được nhiều tinh vân trên trời đêm nhờ sự phát huỳnh quang do các ngôi sao nóng xung quanh tạo ra. Nhưng có những tinh vân khác phân tán đến mức chúng chỉ có thể được phân biệt bằng cách phơi sáng lâu và các bộ lọc đặc biệt mới rõ ràng.’

Thành phần tinh vân

Từ khái niệm tinh vân là gì, chúng ta có thể biết thành phần khác nhau của chúng tùy thuộc vào cách được hình thành và vị trí. Tinh vân thường bao gồm Hydro và Helium, vì đây là những hợp chất phổ biến và ổn định nhất trong Vũ trụ. Ngoài ra là các thành phần khác theo từng tinh vân.

Thường tinh vân được hình thành theo hai cách:

• Sự hình thành tinh vân có thể xảy ra khi một ngôi sao trải qua một sự thay đổi đáng kể, chẳng hạn như phản ứng tổng hợp quá mức trong lõi của nó. Thời điểm này là thời điểm sao sắp chết. Một vụ nổ của ngôi sao sắp chết, ví dụ là siêu tân tinh sẽ giải thoát bụi và khí. Những đám mây bụi và khí này tụ hợp lại thành tinh vân. (Một vụ nổ có thể tạo ra nhiều tinh vân)  .

Trong trường hợp tinh vân hành tinh, sự hình thành của vật thể sâu trên bầu trời này xảy ra khi một ngôi sao lùn trắng phát nổ trong một siêu tân tinh. Vụ nổ gửi các vật chất giữa các vì sao vào không gian và cuối cùng có thể hình thành nên tinh vân.

• Lực hấp dẫn kéo đám mây bụi, khí trong vũ trụ vào với nhau tạo nên tinh vân. 

Như vậy có thể thấy tinh vân được tạo thành từ việc hình thành sao mới hoặc là khi kết thúc một ngôi sao. Vi diệu nhỉ.

Tinh vân có vẻ đẹp ấn tượng và khá phức tạp, được hình thành từ khí, bụi và plasma, tất cả đều là tàn dư của các quá trình vòng đời cuối của ngôi sao hay rải rác trong vũ trụ, chẳng hạn như phản ứng tổng hợp hydro trong sao, gió sao và vụ nổ siêu tân tinh.

Bên cạnh thành phần được quyết định bởi cách hình thành, tinh vân ở độ tuổi, vị trí, điều kiện vật lý khác nhau thì thành phần cũng riêng. Ví dụ, một số tinh vân có thể có thành phần chủ yếu là hydro, trong khi những tinh vân khác có thể chứa một lượng đáng kể heli, cacbon, nitơ và oxy.

Khí và bụi trong tinh vân cũng có thể bị ion hóa, nghĩa là chúng mất hoặc thu thêm electron, và điều này có thể dẫn đến sự phát xạ ánh sáng ở các bước sóng khác nhau, dẫn đến màu sắc và kiểu dáng đặc trưng nhìn thấy trong tinh vân.

Nhìn chung, thành phần và cấu trúc của tinh vân là chủ đề nghiên cứu hấp dẫn đối với các nhà vật lý thiên văn và nhà thiên văn học, vì chúng đưa ra những manh mối quan trọng về lịch sử và sự tiến hóa của vũ trụ.

Phân loại tinh vân

Tinh vân khá đa dạng nhưng có thể được phân chia thành 4 loại chủ yếu như dưới đây. Có thể sẽ có những tinh vân khác được khám phá mang đặc điểm phân loại khác trong tương lai, điều đó cần nghiên cứu sâu hơn. 

Note: Tinh vân phát xạ và tinh vân phản xạ được chia theo hoạt động với ánh sáng khả kiến, có thể gọi chung là tinh vân khuếch tán.

Emission Nebula / Star-Forming Region (Tinh vân Phát xạ / Vùng hình thành sao)

Còn được gọi là “vườn ươm sao”, tổng hợp nhóm khí hydro khổng lồ được lực hấp dẫn kéo lại với nhau để tạo thành những hình dạng đáng kinh ngạc giống như “Trụ cột của sự sáng tạo” được tìm thấy trong Tinh vân Đại bàng.

Trong những vùng hình thành sao này, sự hình thành của khí, bụi và các vật chất khác tập hợp lại với nhau tạo thành những vùng đậm đặc hơn. Mật độ thu hút vật chất và cuối cùng trở nên đủ dày đặc để tạo ra sự hình thành các ngôi sao. Vật chất còn lại sau đó được cho là hình thành nên các hành tinh và các vật thể khác của hệ hành tinh.

Tinh vân phát xạ là những tinh vân phát ra bức xạ từ khí bị ion hóa và thường được gọi là vùng HII vì chúng chủ yếu bao gồm hydro bị ion hóa. Tinh vân Orion là một tinh vân phát xạ và khu vực hình thành sao.

Nó không chỉ là tinh vân sáng nhất trên bầu trời mà còn là khu vực hình thành sao tích cực nhất trong Thiên hà của chúng ta. Tinh vân này có thể dễ dàng được quan sát ở cự ly gần bằng kính thiên văn nhỏ. Nó chiếm một diện tích có đường kính gấp đôi Mặt trăng tròn của chúng ta.

Khi trọng lực tiếp tục kết hợp các vật liệu này lại với nhau, khu vực này trở nên đủ nóng để tạo ra một ngôi sao mới. Những vật chất còn lại có thể hình thành các Hành tinh quay quanh ngôi sao, giống như Hệ Mặt trời của chúng ta được hình thành.

Orion Nebula – Tinh vân Orion là một tinh vân phát xạ và khu vực hình thành sao. Đây là khu vực hình thành sao hoạt động mạnh nhất trong Thiên hà của chúng ta và có thể dễ dàng quan sát cận cảnh bằng kính thiên văn nhỏ.

Reflection Nebula – Tinh vân phản xạ

Tinh vân phản xạ là một đám mây khí và bụi không tự tạo ra ánh sáng mà thay vào đó tỏa sáng bằng cách phản chiếu ánh sáng từ các ngôi sao gần đó. Tinh vân phản chiếu sáng nhất là nơi các ngôi sao mới đang được hình thành. Ở đây khí và bụi dày đặc và tỏa sáng bởi ánh sáng của những ngôi sao mới sáng. Đôi khi lớp khí dày đến mức không thể nhìn thấy những ngôi sao mới.

Iris Nebula – Tinh vân Diên Vĩ  là tinh vân phản xạ nổi bật (tên gọi khác: NGC 7023 và Caldwell 4) . Đây là vật thể Caldwell nằm trong chòm sao Tiên Vương. Tinh vân này thật ra là một cụm sao nằm trong tinh vân LBN 487. Tinh vân có cấp sao biểu kiến là 6,8 và nằm cạnh sao biến quang T Cephei và gần sao Beta Cephei có cấp sao biểu kiến +3.23.

NGC 1999, còn được gọi là Lỗ khóa vũ trụ cũng là một tinh vân phản xạ. Nó sáng và đầy bụi với một lỗ không gian trống rỗng rộng lớn như một mảng trời đen. Nó tỏa sáng nhờ ánh sáng của ngôi sao biến quang V380 Orionis .

Planetary Nebulae – Tinh vân hành tinh

Khi các nhà thiên văn học đầu tiên quan sát những tinh vân tròn, nhỏ gọn này trên bầu trời đêm – họ nghĩ rằng chúng phải là các hành tinh. Trên thực tế, tinh vân hành tinh không liên quan gì đến các hành tinh.

Tinh vân hành tinh được hình thành khi một ngôi sao chết đi và tạo ra sự hình thành mạnh mẽ của khí vũ trụ bức xạ. Một số ví dụ điển hình về tinh vân hành tinh trên bầu trời đêm bao gồm Ring Nebula, the Dumbbell Nebula, and the Helix Nebula (Tinh vân Chiếc Nhẫn, Tinh vân Dumbbell và Tinh vân Xoắn Ốc).

Tinh vân Hành tinh liên quan đến một ngôi sao có khối lượng thấp bước vào giai đoạn cuối cùng của cuộc đời nó. Đây được gọi là giai đoạn Sao khổng lồ đỏ, trong đó ngôi sao dần dần mất đi các lớp bên ngoài do các tia heli từ bên trong chúng.

Khi ngôi sao mất đủ vật chất, nhiệt độ của nó tăng lên. Ngược lại, bức xạ tia cực tím phát ra sẽ làm ion hóa vật liệu xung quanh bị loại bỏ.

Khí đang giãn nở ra bên ngoài với tốc độ đáng kinh ngạc và chuyển động này đã được ghi lại trong đoạn thời gian sau đây của V838 Monocerotis được Hubble chụp theo thời gian.

Khí đang giãn nở ra bên ngoài với tốc độ đáng kinh ngạc và chuyển động này đã được ghi lại trong đoạn thời gian sau đây của V838 Monocerotis được Hubble chụp theo thời gian.

Lớp này cũng chứa lớp con được gọi là Tinh vân Tiền hành tinh (Protoplanetary Nebulae – PPN). Điều này áp dụng cho các vật thể thiên văn đang trải qua một giai đoạn ngắn ngủi trong quá trình tiến hóa của một ngôi sao. Đây là giai đoạn nhanh chóng diễn ra giữa Nhánh khổng lồ tiệm cận muộn ( Late Asymptotic Giant Branch  – LAGB) và giai đoạn Tinh vân hành tinh (Planetary Nebula – PN) tiếp theo.

Trong giai đoạn Nhánh khổng lồ tiệm cận (Asymptotic Giant Branch  – AGB), ngôi sao trải qua quá trình mất khối lượng, phát ra một lớp vỏ khí hydro bao quanh sao. Khi giai đoạn này kết thúc, ngôi sao bước vào giai đoạn PPN, nơi nó được cung cấp năng lượng bởi một ngôi sao trung tâm, khiến nó phát ra bức xạ hồng ngoại mạnh và trở thành tinh vân phản xạ.

Pha PPN tiếp tục cho đến khi ngôi sao trung tâm đạt nhiệt độ 30.000 K, sau đó nó đủ nóng để ion hóa khí xung quanh.

Supernova Remnant – Tàn dư siêu tân tinh

Tàn dư siêu tân tinh là một vụ nổ vũ trụ đã lan truyền vật chất từ một ngôi sao trên một không gian rộng lớn. Những tàn dư của vụ nổ này đã hình thành nên một tinh vân và loại tinh vân này tạo ra một số hình dạng đáng kinh ngạc nhất trong không gian.

Một số tinh vân được hình thành do kết quả của vụ nổ siêu tân tinh và do đó được phân loại là Supernova Remnant Nebulae – Tinh vân Tàn dư Siêu tân tinh. Trong trường hợp này, các ngôi sao tồn tại trong thời gian ngắn sẽ trải qua vụ nổ ở lõi và thổi bay các lớp bên ngoài của chúng.

Vụ nổ này để lại “tàn tích” dưới dạng một vật thể nhỏ gọn – tức là sao neutron – và một đám mây khí và bụi bị ion hóa bởi năng lượng của vụ nổ.

Tinh vân Mạng Che Mặt/ Vành Khăn (Veil Nebula ) là một ví dụ điển hình về Tàn dư Siêu tân tinh, như được thấy trong hình ảnh này được chụp bằng kính viễn vọng nhỏ. Tinh vân Mạng che mặt bao gồm một số tinh vân dạng sợi, trong đó có Tam giác Pickering (Pickering’s Triangle).

Dark Nebula – Tinh vân tối

Tinh vân tối là một đám mây khí và bụi lộ ra do vùng sáng của vật chất giữa các vì sao và các ngôi sao đằng sau nó. Tinh vân được in bóng trên nền sáng để tạo ra các hình dạng thú vị.

Ngoài ra còn có được xếp là tinh vân tối là những đám mây mờ đục không phát ra bức xạ khả kiến và không được các ngôi sao chiếu sáng mà chặn ánh sáng từ các vật thể phát sáng phía sau chúng. Giống như Tinh vân Phát xạ và Phản xạ, Tinh vân Tối là nguồn phát xạ tia hồng ngoại, chủ yếu là do sự hiện diện của bụi bên trong chúng.

Ví dụ về tinh vân tối bao gồm Tinh vân Coalsack/Túi Than và Tinh vân Đầu Ngựa (Coalsack Nebula, Horsehead Nebula). Tinh vân này bao gồm những đám mây bụi dày chặn khí tinh vân phát xạ sáng phía sau nó.

Một số vật thể trên bầu trời sâu kết hợp các loại tinh vân khác nhau thành một. Một ví dụ điển hình của loại vật thể này là Tinh vân Trifid.

Tinh vân Trifid (Tinh vân Chẻ ba) bao gồm một tinh vân phát xạ, một tinh vân phản xạ và một tinh vân tối. Nó là ví dụ hoàn hảo về tinh vân kết hợp có cấu trúc phức tạp và độc đáo.

Top 20 tinh vân đẹp trong dải Ngân Hà

Chúng ta cùng ngắm thêm 20 tinh vân đẹp dưới đây nhé.

Orion Nebula Tinh vân Lạp Hộ (Messier 42, M42, NGC1976) 

• Vị trí: là một tinh vân khuếch tán nằm trong Dải Ngân hà, nằm ở phía nam Vành đai Orion trong chòm sao Orion.
• Nó là một trong những tinh vân sáng nhất và có thể nhìn thấy bằng mắt thường trên bầu trời đêm Cách Trái Đất:  1.344 ± 20 năm ánh sáng

Cat’s Eye Nebula (Tinh vân Mắt Mèo, NGC 6543)

• Vị trí: thuộc chòm sao Thiên Long
• Cách Trái Đất: 3000 năm ánh sáng

Flame Nebula Tinh vân Ngọn lửa (NGC 2024 và Sh2-277)

• Vị trí: Nó là một phần của Phức hợp Đám mây Phân tử Orion. Ở trung tâm của nó là một cụm sao mới hình thành, 86% trong số đó có đĩa sao.
• Cách Trái Đất:  khoảng 900 đến 1.500 năm ánh sáng.

Monkey Head Nebula – Tinh vân Đầu Khỉ (NGC 2174) 

• Vị trí: chòm sao Orion và được liên kết với cụm sao mở NGC 2175
• Cách Trái Đất: khoảng 6.400 năm ánh sáng

Spiral Planetary Nebula -Tinh vân Hành tinh Xoắn ốc (tên khác NGC 5189, Gum 47, IC 4274) 

• Vị trí là một tinh vân hành tinh trong chòm sao Musca
• Cách Trái Đất 1.780 năm ánh sáng

Bubble Nebula – Tinh vân Bong bóng  (NGC 7635, Sharpless 162 hoặc Caldwell 11)

• Vị trí: cách chòm sao Thiên hậu (Cassiopeia) 11.000 năm ánh sáng. Tinh vân có đường kính 10 năm ánh sáng và được cho là đang trong quá trình vận động mạnh mẽ.
• Cách Trái Đất: 11.090 năm ánh sáng

Carina Nebula – Tinh vân Sống Thuyền (Tinh vân Eta Carinae, hay NGC 3372), một trong những tinh vân khuếch tán lớn nhất trên bầu trời

• Vị trí: Đại tinh vân trong Chòm sao Thuyền Để, có bán kính 230 năm ánh sáng
• Cách Trái đất: từ  6.500 đến 10.000 năm ánh sáng.

Crab Nebula – Tinh vân Con Cua (NGC 1952,Taurus A)

• Vị trí:  là một tinh vân gió sao xung trong chòm sao Kim Ngưu
• Cách Trái Đất khoảng 6.500 năm ánh sáng

Tinh vân Con nhện/Nhện Đỏ (Tarantula Nebula) 

• Vị trí: nằm trong chòm sao Kiếm Ngư (Dorado) có đường kính hơn 1.000 năm ánh sáng 
• Cách Trái Đất khoảng 180.000 năm ánh sáng.

Ghost Nebula – Tinh vân Bóng Ma Mộc Tinh (NGC 3242)

• Vị trí: là 1 tinh vân hành tinh trong chòm sao Trường Xà. 
• Cách Trái Đất 1400 năm ánh sáng.

Cone Nebula Tinh vân Cone (tinh vân nón) 

• Vị trí: một tinh vân phản xạ nằm trong chòm sao Kỳ Lân (Monoceros). 
• Cách Trái đất 2700 năm ánh sáng. 

Horsehead Nebula – Tinh vân Đầu Ngựa ( Barnard 33 trong tinh vân sáng IC 434)

• Vị trí: là một tinh vân tối trong chòm sao Orion.
• Cách Trái Đất khoảng 1500 năm ánh sáng

Lagoon Nebula – Tinh vân Lagoon (Messier 8 hay M8, hoặc NGC 6523) 

• Vị trí: là một đám mây giữa các ngôi sao khổng lồ trong chòm sao Nhân Mã.
• Cách Trái Đất khoảng 4.000 đến 6.000 năm ánh sáng

Skull Nebula – Tinh vân Đầu Lâu (NGC 246, Caldwell 56)

• Vị trí là một tinh vân hành tinh trong chòm sao Kình Ngư
• Cách Trái Đất khoảng 1.600 năm ánh sáng

Southern Crab Nebula Tinh vân Con Cua phương Nam (hay WRAY-16-47 hoặc Hen 2-104) 

• Vị trí: là một tinh vân lưỡng cực trong chòm sao Centaurus. 
• Cách Trái Đất vài nghìn năm ánh sáng

Veil Nebula – Tinh Vân Vành Khăn (NGC6960, tinh vân Mạng che mặt)

• Bán kính: 50 năm ánh sáng
• Vị trí thuộc chòm sao Cygnus
• Cách Trái đất: 1.470 năm ánh sáng

Reflection Nebula IC 2631 – IC 2631 hay Đám mây Chamaeleon 

• Vị trí là một tinh vân phản chiếu sáng ở phía nam chòm sao Chamaeleon
• Cách Trái Đất: Tinh vân được thắp sáng bởi một ngôi sao tiền dãy chính khổng lồ có tên HD 97300 ở khoảng cách ~630 năm ánh sáng

Stingray nebula Tinh vân Cá đuối (Hen 3-1357) 

• Vị trí:  tinh vân hành tinh trẻ nhất được biết đến, nằm ở hướng phía nam của chòm sao Bàn thờ
• Cách Trái Đất 18.000 năm ánh sáng 

Butterfly Nebula – Tinh vân Cánh bướm (Tinh vân Con Bọ, NGC 6302)

• Vị trí: là một tinh vân hành tinh hai búp trong chòm sao Scorpius. Cấu trúc trong tinh vân là một trong những cấu trúc phức tạp nhất từng được quan sát thấy trong tinh vân hành tinh.
• Cách Trái Đất: 3000-6000 năm ánh sáng. 

Monkey Head Nebula – Tinh vân Đầu Khỉ 

• Vị trí: một tinh vân phát xạ có đặc tính của vùng H II nằm trong chòm sao Thiên Hậu
• Cách Trái Đất: 6.400 năm ánh sáng.

Eagle Nebula – Tinh vân Đại bàng

• Vị trí: trong chòm sao Cự Xà (Serpens).
• Cách Trái Đất 7.000 năm ánh sáng.

Thế là chúng ta đã tìm hiểu về tinh vân là gì và ngắm những tinh vân đẹp nhất. Chúng mình sẽ mang tới những bài viết mới nhiều tinh vân hơn.

Mời các bạn cùng khám phá thêm về vũ trụ qua bài viết: 8 Vật thể lớn nhất vũ trụ: từ hành tinh