Một nhóm các nhà thiên văn học ở Đại học công nghệ Chalmers (Thụy Điển) đã lần đầu tiên quan sát được chi tiết bề mặt của một ngôi sao già có khối lượng tương đương với Mặt Trời của chúng ta. Hình ảnh do đài quan sát ALMA ghi được cho thấy ngôi sao này là một sao khổng lồ với đường kính gấp đôi đường kính quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời, đồng thời khí quyển của nó bị tác động bởi một sóng xung kích rất mạnh. Nghiên cứu đã được công bố trên Nature Astronomy vào ngày 30 tháng 10 vừa qua.
Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Wouter Vlemmings ở Đại học công nghệ Chalmers. Họ đã sử dụng tổ hợp kính milimet/hạ-milimet Atacama (ALMA) để có được những quan sát sắc nét nhất từng có về một ngôi sao có khối lượng ban đầu tương đương Mặt Trời. Những hình ảnh mới cho thấy bề mặt của sao khổng lồ đỏ W Hydrae - một sao nằm cách chúng ta 320 năm ánh sáng, ở vị trí của chòm sao Hydra.
W Hydrae là một sao thuộc dãy cận khổng lồ (gọi tắt là AGB / asymptotic giant branch). Những sao này đều lạnh, sáng, già và đã mất khối lượng thông qua gió sao. Cách phân loại này dựa trên vị trí của sao trên biểu đồ nổi tiếng Hertzsprung-Russel (HR) - biểu đồ phân loại sao theo độ sáng và nhiệt độ của chúng. (Đọc bài 'Sao - Cấu tạo và tiến hóa').
"Đối với chúng tôi, điều quan trọng không chỉ là nghiên cứu xem các sao khổng lồ đỏ trông ra sao, mà còn xem chúng thay đổi như thế nào và cách mà chúng đưa vào thiên hà những nguyên tố thành phần của sự sống. Sử dụng các ăng ten của ALMA ở độ phân giải cao nhất, chúng tôi giờ đây có thể thực hiện những quan sát chi tiết nhất từng có về những sao lạnh thú vị này," Wouter Vlemmings nói.
Các sao như Mặt Trời tiến hóa theo thang thời gian hàng tỷ năm. Khi chúng tới tuổi già, chúng phồng lên lớn hơn, lạnh hơn và càng dễ mất khối lượng dưới dạng gió sao. Các sao như vậy sản xuất ra những nguyên tố quan trọng như carbon và ni-tơ. Khi chúng đạt tới giai đoạn sao khổng lồ đỏ, những nguyên tố này được giải phóng vào không gian và sẵn sàng trở thành một phần của những thế hệ sao mới.
Các hình ảnh của ALMA cung cấp cho các nhà thiên văn cái nhìn rõ ràng nhất từng có được về bề mặt của một sao khổng lồ đỏ với khối lượng tương tự Mặt Trời. Những hình ảnh sắc nét trước đây đã cho thấy chi tiết trên những sao siêu khổng lồ đỏ lớn hơn nhiều như Betelgeuse và Antares.
Những quan sát này cũng làm kinh ngạc các nhà khoa học. Một điểm sáng cực mạnh mà họ quan sát được mang lại bằng chứng về việc ngôi sao có khí cực nóng trong một lớp ở phía trên bề mặt của sao: lớp sắc cầu.
"Các phép đo của chúng tôi về điểm sáng này gợi ý rằng có những sóng xung kích rất mạnh trong khí quyển của sao đạt tới nhiệt độ cao hơn so với dự đoán của các mô hình hiện tại về các sao AGB," một nhà thiên văn ở Chalmers đồng thời là thành viên nhóm nghiên cứu, Theo Khouri, cho biết.
Một khả năng khác cũng có thể lý giải cho việc này, đó là ngôi sao đang trải qua một vụ bùng nổ quầng lửa khổng lồ đúng vào thời điểm các quan sát này được thực hiện.
Các nhà khoa học đang tiếp tục thực hiện những quan sát mới bằng cả ALMA và những thiết bị khác để hiểu rõ hơn về khí quyển đáng kinh ngạc của W Hydrae. Những quan sát như ở độ phân giải cao nhất của ALMA là cả một thách thức nhưng cũng đầy hứa hẹn - thành viên nhóm nghiên cứu là Elvire De Beck giải thích.
"Chúng ta thật nhỏ bé khi nhìn vào bức ảnh của W Hydrae và so sánh kích thước của nó so với quỹ đạo của Trái Đất. Chúng ta sinh ra từ vật chất được tạo thành trong những ngôi sao như vậy, vậy nên thật thú khi được thách thức để hiểu về thứ sẽ cho chúng ta biết về cả nguồn gốc và tương lai của chúng ta," bà nói.
Bryan
Theo Science Daily
