Các nhà khoa học choáng váng khi phát hiện ngôi sao có sóng thần siêu thanh cao gấp 3 lần Mặt trời

1.377

Mỗi lần sóng thần cao 4 triệu km đổ ập xuống bề mặt ngôi sao đều giải phóng năng lượng đủ để khiến Trái đất tan vỡ hàng trăm lần.

Một ngôi sao khổng lồ đang trải qua những cơn sóng dữ dội cao gấp 3 lần Mặt trời đổ sập xuống bề mặt của nó. Có biệt danh "sao nhịp tim", thiên thể đặc biệt này cũng định kỳ dao động về độ sáng khi lực hấp dẫn của ngôi sao đồng hành ở gần đó kéo giãn nó thành hình cầu dẹt, Space hôm 15/8 đưa tin.

Trên thực tế, cơn sóng đồ sộ của sao nhịp tim dâng lên dưới ảnh hưởng của ngôi sao đồng hành khi nó tới gần theo quỹ đạo hình elip dài 32,8 ngày. Tương tự lực hấp dẫn của Mặt trăng là nguồn gốc gây ra thủy triều trên Trái đất khi kéo đại dương về phía nó, lực hấp dẫn của ngôi sao đồng hành thu hút vật chất từ sao nhịp tim và lôi đi ở vận tốc siêu thanh, tạo thành siêu sóng thần.

Ngôi sao chính biến dạng thành hình cầu dẹt trong hệ MACHO 80.7443.1718. (Ảnh: CfA).

Hệ sao nhị phân mang tên MACHO 80.7443.1718 ở cách Trái đất 169.000 năm ánh sáng trong Đám mây Magellan lớn. Hệ bao gồm một sao chính có khối lượng gấp 35 lần Mặt trời và sao phụ đồng hành nhỏ hơn. Dù lần đầu tiên chúng được ghi nhận có độ sáng thay đổi vào năm 1990, giới nghiên cứu chưa từng phát hiện ngôi sao nào khác dao động như vậy cho tới khi kính viễn vọng không gian Keppler của NASA đi vào hoạt động và phát hiện hàng chục ngôi sao tương tự.

Do hình sáng của ngôi sao lớn hơn trong hệ bị biến dạng, chúng luân phiên quay mặt rộng hơn và hẹp hơn về phía Trái đất, dẫn tới độ sáng dao động giống như trái tim đang đập. Đó là lý do tại sao các nhà khoa học đặt biệt danh cho ngôi sao là "sao nhịp tim". Thông thường, độ sáng sao nhịp tim biến động 0,1%, nhưng MACHO 80.7443.1718 luôn khác biệt. Cứ cách 32,8 ngày, nó lại trải qua chu kỳ thông thường với độ sáng tăng 20%, tức gấp 200 lần mức biến động của các sao nhịp tim khác.

Nhớ mô hình vi tính về động lực học khí gas trên bề mặt của ngôi sao chính khổng lồ trong hệ, nhà vật lý thiên văn Morgan MacLeod và Avi Loeb ở Trung tâm Harvard - Smithsonian xác định hệ MACHO 80.7443.1718 không chỉ chứa mỗi sao nhịp tim bởi những cơn sóng plasma dâng lên do ngôi sao đồng hành đến gần đổ sập xuống bề mặt của nó, giải phóng năng lượng cực mạnh. "Mỗi lần ập xuống của cơn sóng cao sừng sững trên ngôi sao giải phóng đủ năng lượng để làm tan vỡ toàn bộ Trái đất hàng trăm lần", MacLeod cho biết.

Những cơn sóng trên sao nhịp tim vô cùng kỳ vĩ, cao khoảng 4 triệu km so với bề mặt. Chúng hình thành khi ngôi sao đồng hành tiến đến điểm cận tinh, điểm gần nhất trên quỹ đạo 32,8 ngày của nó quanh sao chính. Ngôi sao chính cũng có kích thước khổng lồ với bán kính 16,7 triệu km, gấp 24 lần bán kính Mặt trời. Lớp ngoài của ngôi sao phình to này đang khuếch tán và được níu giữ bởi trọng lực một cách yếu ớt, do đó càng dễ bị biến dạng dưới tác động của ngôi sao đồng hành hơn.

MacLeod và Loeb coi sao nhịp tim như tiến hóa tự nhiên của hệ sao nhị phân quay gần nhau, nhưng khối lượng cao của ngôi sao chính dường như khiến tình huống thêm trầm trọng. Trong vòng đời dài của những ngôi sao lớn gấp nhiều lần Mặt trời, quỹ đạo của hai ngôi sao xoay quanh nhau dần trở thành hình tròn, cuối cùng kết thúc bằng chuỗi tiếp cận và biến dạng. Tuy nhiên, sao khổng lồ như ngôi sao chính trong hệ MACHO 80.7443.1718, có vòng đời ngắn hơn nhiều.

Ví dụ, MACHO 80.7443.1718 chỉ 6 triệu năm tuổi và sẽ phát nổ thành siêu tân tinh trong vòng vài triệu năm nữa. Trên thực tế, nó đã ngừng đốt hydro ở lõi và tiến tới hợp nhất heli, trong khi tiếp tục đốt hydro ở các lớp ngoài. Đó là dấu hiệu cái chết của ngôi sao đang tới gần khi nó nhanh chóng đốt hết nhiên liệu, từ hydro tới heli, sau đó là carbon, oxy, neon và silicon rồi tới lõi sắt, lột dần từng lớp giống vỏ hành. Chuỗi phản ứng dừng lại ở lõi sắt.

Trong trường hợp này, quá trình chuyển đổi từ đốt hydro sang heli góp phần mở rộng vỏ ngoài của ngôi sao gấp 2 - 3 lần, khiến ngôi sao phồng lên và dễ bị ảnh hưởng bởi ngôi sao đồng hành hơn. Nhóm nghiên cứu công bố phát hiện trên tạp chí Nature Astronomy.

Cập nhật: 17/08/2023 VnExpress