Phát hiện hệ sao đôi cực hiếm, chưa từng thấy trong lịch sử thiên văn

Theo Hãng tin Reuters ngày 7-4, trang Nature Astronomy vừa công bố một nghiên cứu phát hiện được một hệ sao đôi kỳ lạ, gồm hai sao lùn trắng, đang quay rất sát nhau và được dự đoán sẽ kết thúc trong một vụ nổ siêu tân tinh loại 1a cực kỳ hiếm, gọi là “nổ bốn giai đoạn”, chưa từng xảy ra trước đây.

Sao lùn trắng là những lõi sao đã chết và cực kỳ đậm đặc. Hai ngôi sao được phát hiện chỉ có kích thước xấp xỉ Trái đất nhưng mang khối lượng vô cùng lớn, gần bằng Mặt trời. Một sao có khối lượng bằng 83% Mặt trời và sao còn lại khoảng 72%.

Theo nhà nghiên cứu James Munday tại Đại học Warwick (Anh), tác giả chính của nghiên cứu, đây là cặp sao lùn trắng có tổng khối lượng lớn nhất từng được phát hiện.

Hệ sao này nằm trong Dải Ngân Hà, cách Trái đất chỉ khoảng 160 năm ánh sáng - tương đối gần xét trên quy mô vũ trụ.

Hai ngôi sao này quay quanh nhau với chu kỳ chỉ khoảng 14 giờ, nhanh đến mức khoảng cách giữa chúng nhỏ hơn 25 lần so với khoảng cách giữa sao Thủy và Mặt trời.

Vì quay rất gần và có khối lượng lớn, hai sao này đang dần mất năng lượng và tiến lại gần nhau hơn. Khi khoảng cách đủ nhỏ, sao nặng hơn sẽ bắt đầu hút vật chất từ sao nhẹ hơn.

Việc này sẽ khiến khối lượng sao nặng vượt ngưỡng ổn định, dẫn đến chuỗi phản ứng nhiệt hạch dữ dội tạo ra vụ nổ siêu tân tinh loại 1a, nhưng lần này không chỉ một mà tận bốn tầng nổ liên tiếp.

Nhà thiên văn học Ingrid Pelisoli - đồng tác giả nghiên cứu - giải thích: “Sao lùn trắng có cấu trúc nhiều lớp giống như củ hành: lõi gồm carbon và oxy, bao quanh bởi lớp helium và lớp hydrogen.

Khi ngôi sao nhẹ hơn truyền khối lượng cho ngôi sao nặng hơn, lớp helium của ngôi sao nặng hơn sẽ trở nên quá dày, phát nổ đầu tiên. Làn sóng xung kích đó sẽ kích hoạt vụ nổ thứ hai ở lõi carbon-oxy, tiếp đến là lớp heli còn lại của sao nhẹ và cuối cùng là lõi carbon-oxy của sao nhẹ cũng phát nổ”.

Hiện tượng này được gọi là “nổ bốn giai đoạn” - cực kỳ hiếm và chưa từng quan sát thấy trong vũ trụ.

Theo tính toán của các nhà khoa học, tất cả quá trình đó sẽ diễn ra trong chưa đầy 4 giây và dự kiến sẽ xảy ra trong khoảng 22,6 tỉ năm nữa - gần gấp đôi tuổi hiện tại của vũ trụ (13,8 tỉ năm).

Khi đó, nếu Trái đất - hiện mới 4,5 tỉ năm tuổi - còn tồn tại, chúng ta sẽ chứng kiến một quầng sáng chói gấp 10 lần Mặt trăng trên bầu trời đêm.

Đây là lần đầu tiên các nhà thiên văn phát hiện một hệ sao đôi đang tiến đến kiểu vụ nổ đặc biệt này. Nếu hai sao lùn trắng này quay quanh nhau ở khoảng cách xa hơn, chúng có thể cùng tồn tại ổn định hàng tỉ năm mà không phát nổ.

Tác giả chính của nghiên cứu James Munday cho biết: “Trong một quỹ đạo rộng hơn, chúng hoàn toàn có thể tồn tại ổn định mà không xảy ra tai họa nào. Nhưng trong trường hợp này, chúng tôi biết chắc vụ nổ đó sẽ làm sáng rực một phần thiên hà của chúng ta”.