Hấp dẫn vẫn là lực chiếm ưu thế trên những thang đo thiên văn lớn, nhưng khi nói về những ngôi sao trong những cụm sao mới, động lực học trong những không gian chật chội này không thể được giải thích chỉ với lực hấp dẫn.
Sau khi nghiên cứu những bức hình của cụm sao NGC 1818 trong Đám mây Magellan lớn – một thiên hà vệ tinh của Milky Way, được chụp bởi Kính thiên văn không gian Hubble, các nhà thiên văn học tại Học viên Thiên văn học và Vật lý thiên văn Kavli (KAA) tại Đại học Peking ở Bắc Kinh đã tìm thấy nhiều hệ sao đôi về phía ngoại biên của cụm sao hơn ở trung tâm – ngược lại với dự đoán của họ. Sự phân bố đầy ngạc nhiên của những hệ sao đôi này được cho là kết quả của những tương tác phức tạp giữa các ngôi sao trong những cụm sao trẻ.
Các khám phá của nhóm nghiên cứu sẽ được công bố trong số in ngày 1/3 của tờ The Astrophysical Journal và đã được đưa chính thức lên Internet.
Trong môi trường chật chội của một cụm sao, những ngôi sao khối lượng lớn được cho rằng sẽ bị trọng lực hút về phía trung tâm của một cụm sao khi chúng truyền năng lượng cho những ngôi sao khối lượng nhỏ hơn và mất năng lượng, theo cách giải thích của Giáo sư Richard de Griis từ KIAA, người dẫn đầu nghiên cứu. Hiện tượng này đã khiến chúng bị chìm vào trung tâm cụm sao, trong khi những ngôi sao khối lượng thấp hơn lại có được năng lượng và có thể quay quanh quỹ đạo xa trung tâm cụm sao hơn. Các nhà thiên văn học gọi hiện tượng này là “sự chia tách khối lượng.”
Tuy nhiên, khi những nhà thiên văn học của Kavli nghiên cứu các hệ sao đôi trong NGC 1818 kĩ hơn, họ đã phát hiện ra mọi chuyện phức tạp hơn nhiều.
Hầu hết các ngôi sao trong các cụm được tạo thành theo cặp, được gọi là những “sao đôi”, và lúc đầu chúng ở gần nhau tới mức chúng tương tác, và cuối cùng phá hủy vào hệ đôi. Trong lúc đó, các hệ sao khác thì trao đổi thành viên. Các nhà thiên văn học đã dự đoán hiện tượng những ngôi sao nặng nhất của một cụm sao sẽ bị hút về phía trung tâm cũng đúng đối với các sao đôi. Bởi vì các ngôi sao trong sao đôi khi hợp lại sẽ có trọng lượng trung bình lớn hơn những ngôi sao đơn. Khi các nhà thiên văn học tìm ra rằng càng xa trung tâm, họ lại tìm thấy càng nhiều sao đôi, họ đã rất ngạc nhiên bởi kết quả này. Các nhà khoa học đã đi đến kết luận là những hệ sao đôi “mềm”, nghĩa là hai ngôi sao quay quanh nhau ở khoảng cách khá lớn, bị phá hủy khi lại gần những ngôi sao khác ở gần trung tâm cụm sao. Trong khi đó, những sao đôi “cứng”, với hai ngôi sao quay quanh nhau ở khoảng cách gần hơn rất nhiều, lại vượt qua được những vụ va chạm gần hơn này tốt hơn rất nhiều. Đây là lí do vì sao các sao đôi được nhìn thấy nhiều hơn khi càng ra xa.
Lập bản đồ sự phân bố xuyên tâm của các hệ sao đôi trong các cụm sao đông đúc chưa từng được thực hiện với những cụm sao trẻ như NGC 1818, được cho là vào khoảng 15 – 30 triệu năm tuổi. Đây là một điều rất khó để làm trong bất kì trường hợp nào, vì không có một cụm sao trẻ nào gần Milky Way. Kết quả mới này cho chúng ta những hiểu biết mới về nhũng hiện tượng đã được dự đoán trên lý thuyết xuyên suốt sự tiến hóa của những cụm sao.
“Những tương tác vô cùng mạnh mẽ giữa những ngôi sao trong những cụm sao thực sự phức tạp hóa hiểu biết của chúng ta về trọng lực,” theo lời của thành viên nhóm nghiên cứu Chengyuan Li. “Chúng ta cần nghiên cứu toàn bộ môi trường vật lý để có thể hiểu hết những điều đang xảy ra trong môi trường đó. Mọi thứ đều phức tạp hơn ngoại hình bên ngoài nhiều.”
Quỳnh Chi (VACA)
Theo Science Daily
