Trong suốt nhiều năm qua, các nhà thiên văn cố gắng xác định ngôi sao thuộc thế hệ đầu tiên của vũ trụ, được gọi chung là sao Population III, nhằm giải mã bí ẩn về ánh sáng đầu tiên trong không gian. Mới đây, các chuyên gia công bố báo cáo trên chuyên san Nature Astronomy qua đó hé lộ thông tin quan trọng về việc này.

Cụ thể, các nhà thiên văn phát hiện đại diện của nhóm sao được cho hình thành ngay sau thế hệ sao đã làm thay đổi vũ trụ. Nhóm sao này được gọi là sao Population II và vô cùng hiếm. Ngôi sao vừa được phát hiện có tên PicII-503 khiến giới nghiên cứu đặc biệt chú ý bởi vì nó là thiên thể nghèo sắt nhất từng được ghi nhận bên ngoài Dải Ngân Hà. Nó thuộc về một thiên hà lùn cổ đại có niên đại hơn 10 tỉ năm.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Anirudh Chiti của Đại học Stanford (Mỹ) nhận định nhóm của ông từng không dám nghĩ đến khả năng sẽ phát hiện được một ngôi sao còn lưu giữ rõ ràng dấu vết của các nguyên tố nặng từ những ngôi sao đầu tiên. Lý do là bởi vì chúng hiếm ở mức độ không tưởng.

"Với hàm lượng sắt thấp nhất từng được tìm thấy trong bất kỳ thiên hà lùn siêu mờ, PicII-503 mở ra cánh cửa giúp nhân loại nghiên cứu quá trình hình thành những nguyên tố đầu tiên trong vũ trụ sơ khai", Tiến sĩ Chiti giải thích.

Theo các nhà thiên văn, vũ trụ không có lõi. Do đó, trong trường hợp những ngôi sao đầu tiên của vũ trụ còn tồn tại, chúng phân bổ khá đồng đều xuyên suốt không gian và thời gian.

Tuy nhiên, nhóm của Tiến sĩ Chiti cho rằng, nhóm sao Population III phải lớn hơn nhiều lần so với bất kỳ ngôi sao nào hiện tại. Chúng cũng có tuổi thọ ngắn ngủi và trong quá trình tồn tại đã tạo ra các nguyên tố nặng như sắt trong lõi.

Khi cạn nhiên liệu, sao Population III kết thúc vòng đời bằng những vụ nổ lớn, phát tán các nguyên tố nặng vào không gian. Những vụ nổ này cũng đóng vai trò như lò luyện để tiếp tục tạo ra các nguyên tố còn nặng hơn sắt.

Các nguyên tố nặng, được gọi chung là "kim loại", sau đó góp phần hình thành nên thế hệ sao tiếp theo. Điều này giải thích lý do các sao càng trẻ thì hàm lượng kim loại càng cao. Ngược lại, các sao càng lớn tuổi thì càng "nghèo kim loại".

Các nhà thiên văn cho hay PicII-503 là sao cách Trái đất khoảng 150.000 năm ánh sáng và nằm bên trong thiên hà lùn Pictor II. Pictor II được mô tả là thiên hà hóa thạch, trong đó toàn bộ sao đều vô cùng cổ xưa. Điều đó cho phép thiên hà là nơi lý tưởng để giới nghiên cứu tìm kiếm các sao có thể hình thành từ nhóm Population III.

Kết quả nghiên cứu, phân tích PicII-503 của các chuyên gia cho thấy ngôi sao này có lượng sắt ít hơn mặt trời khoảng 43.000 lần và lượng canxi thấp hơn khoảng 160.000 lần. Ngược lại, nó có hàm lượng carbon lại cao bất thường, gấp khoảng 3.000 lần so với 2 nguyên tố trên.

Từ những phát hiện đó, các nhà thiên văn nhận định PicII-503 phù hợp nhất cho những hiểu biết của chúng ta về vũ trụ nếu nó là một sao Population II. Họ suy đoán ngôi sao hình thành từ mây khí làm giàu từ những ngôi sao đầu tiên của vũ trụ và cũng là nguồn gốc cho ánh sáng đầu tiên.