Dự đoán về sự hình thành của một ngôi sao mới

Nhà vật lý học thiên thể João Alves, giám đốc Đài thiên văn Calar Alto tại Almeria, cùng đồng nghiệp Anderas Bürkert, từ Đài thiên văn Đức tại Đại học Munich, tin rằng “tương lai không thể tránh khỏi của đám mây không sao Barnard 68” đó là sụp đổ và hình thành một ngôi sao mới, theo một bài báo được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal. 

Một nghiên cứu do hai nhà thiên văn học từ Đài thiên văn Calar Alto tại America và Đài thiên văn thuộc Đại học Munich thực hiện dự đoán rằng tinh vân tối Barnard 68 sẽ trở thành một ngôi sao sáng trong 200.000 năm tới. (Ảnh: FECYT – Quỹ khoa học và công nghệ Tây Ban Nha).

Barnard 68 (B68) là một tinh vân tối nằm trong chòm sao Ofiuco, cách chúng ta khoảng 400 năm ánh sáng. Tinh vân là những đám mây bụi và khí giữa các ngôi sao nằm trong thiên hà Milky Way, và một số được gọi là “tinh vân tối”, bóng của chúng che khuất ánh sáng của các ngôi sao và các vật thể phía sau. Các nhà khoa học tin rằng các ngôi sao được hình thành bên trong tinh vân. Lý thuyết thiên văn học phổ biến nhất là chúng hình thành từ sự sụp đổ của những đám khí khổng lồ, cho đến một thời điểm nhiệt độ và sự đậm đặc cao dẫn tới phản ứng tổng hợp hạt nhân hình thành nên một ngôi sao. Đây là lý thuyết được chấp nhận rộng rãi trong cộng đồng thiên văn học, mặc dù rất nhiều chi tiết của quá trình này vẫn chưa được biết rõ. Nghiên cứu mới có thể sẽ đưa ra một số hiểu biết mới về quá trình này.

Hai nhà vật lý học thiên thể Alves và Bürkert nhận định rằng sự va chạm của hai đám mây khí có thể là cơ chế kích thích sự hình thành của một ngôi sao. Đối với Barnard 68, họ cho rằng đám mây này đang ở trong trạng thái bất ổn định, và nó sẽ sụp đổ “sớm” – trong khoảng thời gian 200.000 năm tới.

Các bức ảnh chụp được cho thấy B68 là một đám mây khí lạnh với khối lượng tương đương với hai mặt trời, nhưng có một đám mây khác, nhỏ hơn nó 10 lần (bằng 0.2 khối lượng mặt trời), đang tiến lại gần và sắp va chạm với B68.

Để chứng minh lý thuyết của mình, hai nhà vật lý học thiên thể đã mô phỏng giả thuyết này trên một siêu máy tính tại Đại học Munich. Dựa trên những mô hình lý thuyết, họ đưa dữ liệu liên quan đến hai đám mây cách nhau 1 năm ánh sáng, với khối lượng và tốc độ tương đương với tinh vân Barnard 68 và đám mây nhỏ hơn gần đó. Bằng cách sử dụng các thuật toán số học, các nhà nghiên cứu đã mô tả sự phát triển của hai đám mây ảo này theo thời gian.

Mặt trời sẽ có hàng xóm mới

Kết quả cho thấy khối mây nhỏ hơn sẽ xâm nhập khối mây lớn hơn sau 1.7 triệu năm với tốc độ 370 mét trên giây. Mô hình cũng cho thấy sự ổn định của tình huống ban đầu giảm dần theo thời gian. Tại thời điểm hai khối này kết hợp, sự đậm đặc cực lớn được tạo ra, khiến cả hệ thống sụp đổ và tạo ra điều kiện cần thiết cho sự hình thành một ngôi sao.

Các nhà nghiên cứu thực hiện rất nhiều mô phỏng, với tham số vật lý khác nhau của hai khối mây, cho đến khi họ đạt được tình huống mà sự phản ứng của hai đám mây khí dẫn đến sự sụp đổ của chúng. Theo tính toán của Bürkert và Alves, một ngôi sao mới sẽ hình thành trong vòng 200.000 năm, cách Thái Dương hệ không xa lắm, với khả năng các hành tinh sẽ hình thành quanh nó.

Tham khảo:
Burkert et al. The inevitable future of the Starless Core Barnard 68. The Astrophysical Journal, 2009; 695 (2): 1308 DOI: 10.1088/0004-637X/695/2/1308