Vũ điệu gấp gáp tới cái chết giữa tinh vân bí ẩn

Hai ngôi sao lùn trắng xoay rất nhanh quanh nhau trong một tinh vân bí ẩn. Khoảng cách giữa chúng nhỏ đến nỗi chắc chắn chúng sẽ trở thành một ngôi sao và nổ tung.

Tiến sĩ Henri Boffin, một nhà thiên văn làm việc cho Đài Thiên văn Nam Âu, cùng một số đồng nghiệp sử dụng Kính thiên văn cực lớn trên sa mạc Atacama của Chile để theo dõi Henize 2-428, một đám mây khí khổng lồ cách trái đất 4.000 năm ánh sáng. Nó ra đời sau khi một ngôi sao khổng lồ đỏ chết, thổi vật chất ra không gian xung quanh để biến thành sao lùn trắng. Mục đích ban đầu của họ là tìm hiểu nguyên nhân khiến tinh vân này có hình dạng kỳ quái.

Cách trái đất khoảng 4.000 năm ánh sáng, Henize 4-284 là một tinh vân có hình dạng kỳ lạ. (Ảnh: SPL)

Khi nhìn vào khu vực trung tâm của tinh vân, họ thấy hai thiên thể xoay quanh nhau ở cự ly cực ngắn, Nature đưa tin.

Hai thiên thể ở giữa tinh vân là sao lùn trắng. Trên thực tế, chúng là cặp sao lùn trắng nặng nhất mà con người từng phát hiện.

Để nổ tung vào trở thành siêu tân tinh, sao lùn trắng phải tăng khối lượng bằng cách tích lũy thêm vật chất. Chúng có thể tích lũy thêm vật chất bằng cách hút vật chất từ một ngôi sao khác hoặc sát nhập với ngôi sao đó.

Khi phân tích các thông số từ dữ liệu hình ảnh, nhóm nghiên cứu nhận ra rằng họ đang quan sát một cặp thiên thể vô cùng đặc biệt. Mỗi ngôi sao lùn trắng có khối lượng tương đương mặt trời và chúng xoay quanh nhau trong vỏn vẹn 4,2 giờ. Theo thuyết tương đối của Einstein, khoảng cách giữa chúng sẽ giảm dần theo thời gian. Trong quá trình tiến lại gần nhau, chúng sẽ mất dần năng lượng. Cuối cùng chúng chập vào nhau và trở thành ngôi sao duy nhất, với khối lượng tương đương khoảng 1,8 lần mặt trời.

Mọi ngôi sao lùn trắng có khối lượng lớn hơn mặt trời từ 1,4 lần trở lên sẽ không thể nguội dần, bởi carbon trong lõi của chúng sẽ bị nén tới mức phản ứng nhiệt hạch sẽ tái diễn. Do sự tồn tại của phản ứng nhiệt hạch, một ngày nào đó sao lùn trắng sẽ nổ tung để biến thành siêu tân tinh. Vụ nổ có thể xảy ra sau khoảng 700 triệu năm nữa và nhóm nghiên cứu nhận định nó sẽ thuộc nhóm Ia, nghĩa là đủ sức công phá để hủy diệt ngôi sao thành tro bụi.

Hai ngôi sao lùn trắng ở giữa tinh vân Henize 2-428 gần nhau đến nỗi chúng chỉ cần 4,2 giờ để xoay một vòng quanh nhau. (Ảnh: ESO)

"Sự hình thành của siêu tân tinh Ià sau quá trình sát nhập của hai ngôi sao lùn trắng chỉ là hiện tượng tồn tại trên lý thuyết. Cặp sao lùn trắng trong tinh vân Henize 2-428 là bằng chứng thực nghiệm về hiện tượng ấy", tiến sĩ David Jones, một nhà nghiên cứu của Đài Thiên văn Nam Âu, giải thích.

Mặc dù vụ nổ sẽ xảy ra cách Trái đất tới 4.000 năm ánh sáng, độ sáng của nó vẫn đủ lớn để người dân trên trái đất quan sát.

Nhưng Philipp Podsiadlowski, một nhà vật lý thiên văn của Đại học Oxford tại Anh, không loại trừ một khả năng khác: Sau khi sát nhập, hai ngôi sao lùn trắng sẽ biến thành siêu tân tinh sụp đổ vào bên trong.

"Nếu siêu tân tinh sụp đổ vào bên trong thì sau một tiếng nổ ngắn, một sao neutron cực đặc sẽ ra đời", ông giải thích.