Bất ngờ phát hiện điều chưa từng có trong lịch sử thiên văn học

Theo một nghiên cứu công bố trên Nature Astronomy, các nhà thiên văn học vừa phát hiện một hệ sao đôi kỳ lạ, gồm hai sao lùn trắng – những lõi sao đã chết và cực kỳ đậm đặc – đang bị cuốn vào một định mệnh khốc liệt: một vụ nổ siêu tân tinh loại 1a với 4 giai đoạn nổ liên tiếp chưa từng được ghi nhận trước đây.

Hai sao lùn trắng này đang nằm trong một hệ nhị phân – nghĩa là chúng bị ràng buộc với nhau bằng lực hấp dẫn – trong Dải Ngân Hà, cách Trái Đất chỉ khoảng 160 năm ánh sáng.

Dù kích thước chỉ tương đương hoặc nhỉnh hơn Trái Đất đôi chút, nhưng khối lượng của chúng lại vô cùng lớn: một ngôi sao bằng 83% khối lượng Mặt Trời, còn ngôi sao kia là 72%. Theo nhà nghiên cứu James Munday làm việc 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.

Hai ngôi sao quay quanh nhau với chu kỳ chỉ khoảng 14 tiếng, nhanh đến mức khoảng cách giữa chúng nhỏ hơn 25 lần so với khoảng cách giữa Sao Thủy và Mặt Trời. Khoảng cách ấy ngày một thu hẹp khi hệ thống mất năng lượng – một quá trình chậm rãi kéo dài hàng tỷ năm.

Ảnh minh họa

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”.