Bí ẩn vụ nổ sao lớn 580 tuổi phát hiện bởi thiên văn hoàng gia Hàn Quốc

Phát hiện sao nova bí ẩn có vòng đời hình thành và phát triển lặp lại giống như sâu hóa thành bướm.

Một ngôi sao dường như đã được sinh ra trong một vụ nổ vào ngày 11 tháng 3 năm 1437. "Thành viên mới" của thiên hà Milky Way này đã được phát hiện bởi nhóm thiên văn hoàng gia Hàn Quốc và một số thiên văn học khác vào khoảng đầu thế kỷ 15.

Họ đã ghi chép lại địa điểm của điểm sáng vụ nổ trên bầu trời đêm. Báo cáo miêu tả sự biến mất đột ngột của vụ nổ 14 ngày sau đó. Điểm sáng bí ẩn đã rời khỏi vị trí từ trong chòm sao Scorpius Bò Cạp.

Chòm sao Scorpius Bò Cạp nằm gần trung tâm dải ngân hà Milky Way.

Vụ nổ đã vụt tắt quá sớm để liệt vào dạng vụ nổ supernova hay dạng vụ nổ của ngôi sao ngay trước khi tàn lụi. Thay vào đó, nhóm thiên văn Hàn quốc đã phát hiện ra hiện tượng được gọi là vụ nổ nova cổ điển. Những ngôi sao như thế này sẽ không biến mất sau khi giải phóng năng lượng để tạo vụ nổ.

Khi nổ, ngôi sao lùn trắng hấp thu nguồn hydro từ ngôi sao hàng xóm và bọc lấy bản thân bởi khí ga “trộm” được. Lực ép từ lượng khí mới này tạo ra biến động. Và vào năm 1437, ngôi sao lùn đã giải phóng tầng ga hydro và phát sáng mạnh tới mức có thể nhìn thấy từ chòm sao Scorpius đến tận thủ đô Hàn Quốc Seoul.

Gần 600 năm sau, vụ nổ không còn sáng gấp 300 nghìn lần mặt trời của chúng ta nữa. Nhưng vẫn thu hút sự chú ý của giới thiên văn học. Michael Shara, nhà vật lý học thiên thể đến từ Bảo Tàng Lịch Sử Tự Nhiên Hoa Kỳ, đã truy tìm vụ nổ nova cổ đại này gần ba mươi năm nay.

Nova từ năm 1437 và lớp vỏ khí của nó phát hiện lần đầu năm 2016.

Theo phỏng đoán dựa vào bản đồ được ghi chép bởi người Hàn Quốc ngày xưa, ngôi sao được cho rằng đã ngự giữa hai ngôi sao nằm tại đuôi chòm sao bò cạp. Và đấy cũng là nơi đầu tiên nhà vật lý thiên thể đã bắt đầu cuộc điều tra của mình.

“Tôi đã sử dụng tất cả mọi công cụ và kỹ thuật giới vật lý thiên thể đã sáng tạo ra”, nhà khoa học Shara kể, “Và kết quả là hai bàn tay trắng”.

Nhưng trong một phút chốc may mắn, nhà khoa học đã quyết định xem xét cặp ngôi sao ngay liền kề. Và ông đã phát hiện thấy tàn tích của vụ nổ - một ngôi sao lùn và lớp vỏ khí ga của nó – chỉ trong 90 phút.

“Từ trước đến này, nó vẫn ngồi ngay đấy, nhìn chằm chằm về phía tôi”, ông nói. Shara giải thích cảm xúc chao đảo mâu thuẫn của mình: “Hiện tại tôi giống như đang nhảy nhót trong văn phòng”, và bởi vì ông đã gần với lời giải đáp trong thời gian lâu đến vậy, “và đồng thời phải đập vào đầu tự nhủ "Trời đánh!"".

Trong tạp chí Nature ngày thứ 4 vừa quá, Shara và đồng nghiệp đã miêu tả hình ảnh vụ nổ nova theo dõi tại Đài thiên văn Las Campanas của Chile năm ngoái. Họ cũng đã dò ra được vị trí của vụ nổ trong quá khứ thông qua công nghẹ tấm chụp hình thủy tinh, thông tin ghi chép thiên văn từ năm 1885 đến năm 1993, hiện đã được kỹ thuật số hóa tại Harvard.

Từ những tấm chụp hình tại Harvard, Shara đã tính toán ra được trục di chuyển của ngôi sao lùn vuông góc với trái đất.

“Chúng tôi biết nó dịch chuyển bao nhiêu arcsec trên bầu trời mỗi năm”, nhà khoa học giải thích.

Ông đã sử dụng sự dịch chuyển của ngôi sao để lần ra tuyến di chuyển của nó – theo ông đây là lần đầu tiên sử dụng sự vận động vòng cung của ngôi sao theo cách này. Và khi Shara xoay vòng thời gian trở lại 580 năm, ngôi sao lùn trắng chuyển về ngay giữa lớp ga hydro nó đã trút bỏ năm nào.

Nhà thiên văn Steven N. Shore tại Đại học Pisa đã bình luận trong tạp chí Nature rằng nghiên cứu này “là một thành tựu có tính lịch sử hàn lâm”.

Hơn thế nữa, tấm chụp hình từ những năm 40 của thế kỷ trước chứng tỏ hệ sao của chúng ta vẫn đang có những hoạt động diễn biến liên tục. Vụ nổ nova đã biến thành vụ nổ sao lùn. (Vụ nổ sao lùn phát sáng ít hơn rất nhiều so với các vụ nổ cổ điển, nhưng các vụ nổ từ sao lùn trắng lặp đi lặp lại liên tục, quá trình tắt bật kéo dài tới hàng tháng hoặc thậm chí hàng năm).

Vào những năm 1980, Shara đã dự đoán rằng các vụ nổ nova, hệ giống vụ nổ nova và vụ nổ sao lùn nova xảy ra với cùng một ngôi sao. Và thật ra hình thù của nó thay đổi theo các chặng phát triển của vụ nổ. Theo nhà vật lý thiên thể, những gì đã xảy ra với ngôi sao này đã phần nào chứng tỏ học thuyết của ông.

“Giống như những con sâu và bướm phát triển thông qua những giai đoạn khác nhau” nhưng là một hệ thống cơ quan duy nhất, nhà khoa học giải thích, "sự kích hoạt và tạm thời tàn lụi của những hệ thống sao kép này có tính lặp lại như vòng tròn".

Hệ sao kép.

Kết luận: Một ngôi sao lùn trắng hấp thu khí hydro từ “hàng xóm” trong quá trình 100 nghìn năm, nổ, âm ỉ rồi trải qua các giai đoạn của một vụ nổ nova ngôi sao lùn – và cứ lặp đi lặp lại quá trình này cho đến hàng tỷ năm.

Và chính ngôi sao lùn bí ẩn đã trút bỏ lớp da hydro của mình vào năm 1437, sẽ lặp lại vòng lặp này nhiều lần nữa.