Hãy thử xem xét một sao dạng Mặt Trời, một sao khổng lồ đỏ và một sao lùn trắng. Chúng dường như rất khác nhau. Nhưng thực tế thì một ngôi sao có thể là cả ba loại này trong những giai đoạn khác nhau suốt cuộc đời nó. Khoảng 5 tỷ năm nữa, Mặt Trời sẽ trở thành một sao khổng lồ đỏ, phồng to cho tới khi nó nuốt chửng Trái Đất. Một tỷ năm tiếp theo đó, nó sẽ nở rộng tới mức bị mất đi những lớp ngoài cùng, để lại một cái nhân đặc và nóng. Cái nhân đó là một sao lùn trắng.
Rất nhiều sao lùn trắng đã được phát hiện trong những năm qua, nhưng một nghiên cứu mới vừa được công bố trên Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Những báo cáo hàng tháng của Hội thiên văn học Hoàng gia) đã đưa ra bằng chứng quan sát đầu tiên về sự co lại của một sao lùn trắng.
Theo quan sát của nhóm nghiên cứu, sao lùn trắng này đã liên tục co nhỏ lại trong 2 triệu năm qua. Theo lý thuyết, một sao lùn trắng thông thường có thể co lại hàng trăm kilomet trong khoảng 1 triệu năm đầu tiên (kể rừ khi nó trở thành sao lùn trắng), nhưng các nhà thiên văn học chưa từng được chứng kiến hiện tượng này trước đây.
Sergei Popov - nhà vật lý thiên văn đứng đầu nghiên cứu - nói trong một cuộc họp báo: "Trong nhiều thập kỷ, lý thuyết đã chỉ ra rõ ràng rằng các sao lùn trắng có sự co lại. Nhưng pha này chưa từng thực sự được quan sát trên thực tế."
Một phần lý do của việc này là bởi rất nhiều sao lùn trắng mà chúng ta quan sát được cho tới này rất già, chúng đã kết thúc việc co lại từ rất lâu trước đây. Ngoài ra, cũng cực kỳ khó khăn cho các nhà thiên văn học để đo được sự thay đổi rất nhỏ ở bán kính của sao lùn trắng khi mà chúng rất nhỏ và ở rất xa (Một sao lùn trắng có khối lượng của Mặt Trời sẽ có kích thước chỉ cỡ Trái Đất).
Một sao lùn trắng có khối lượng cỡ Mặt Trời thì có kích thước cỡ Trái Đất. Nhưng khi nó nặng hơn thì nó co lại càng mạnh và càng nhỏ hơn. Trong hình ảnh bạn có thấy so sánh về kích thước giữa Trái Đất và một sao lùn trắng có khối lượng 1,3 lần Mặt Trời. Trong khi một ngày Trái Đất quay được một vòng thì sao lùn trăng như vậy quay được 6546 vòng.
Ngôi sao đang có lại được quan sát trong nghiên cứu này thực tế là một phần của một hệ sao kép có tên là HD 49798/RX J0648.0-4418, nằm cách chúng ta khoảng 2.000 năm ánh sáng, ở hướng của chòm sao Puppis (Đuôi Thuyền). Theo Popov, nhóm nghiên cứu có thể đo được chính xác sự thay đổi bán kính của ngôi sao nhờ hệ sao này có sự bồi tụ vật chất từ sao đồng hành sang sao lùn trắng, khiến nó sáng lên.
"Trong những hệ tương tự khác, sự bồi tụ mạnh hơn nhiều," Popov nói. "Nó tác động lên sự tự quay của sao lùn trắng và vì thế không thể xác định sự co lại của nó."
Vì sự tự quay của sao lùn trắng trong hệ HD 49798/RX J0648.0-4418 không bị ảnh hưởng đáng kể bởi khí từ sao đồng hành, nhóm nghiên cứu đã nhận ra rằng mọi thay đổi trong tốc độ quay của sao này là kết quả đến từ sự thay đổi về kích thước.
Sandro Mereghetti, nhà thiên văn học đồng tác giả của nghiên cứu, đã khám phá ra rằng tốc độ quay của sao lùn trắng không chỉ nhanh chưa từng thấy đối với những thiên thể dạng này, mà nó còn được tăng tốc thêm trong khoảng 20 năm qua. Ông thấy rằng chu kỳ quay ban đầu của sao lùn trắng này là 13 giây và cứ mỗi năm lại giảm đi khoảng 7 nano-giây (nano-giây viết tắt là ns, có độ dài bằng 1 phần tỷ của giây).
Mặc dù chỉ vài nano-giây mỗi năm dường như không nhiều, nhưng đối với một thiên thể nặng và đặc như sao lùn trắng thì điều này gây ra ảnh hưởng đáng kể tới xung lượng góc của nó - điều không thể có thông qua sự bồi tụ vật chất. Thay vào đó, các nhà nghiên cứu chứng minh rằng sự quay ngành càng nhanh của sao lùn trắng có thể được giải thích dễ dàng nếu như ngôi sao đang co lại.
Dựa trên tính toán về quá trình tiến hóa, các nhà nghiên cứu xác định rằng sao lùn trắng này có tuổi khoảng 2 triệu năm (tính từ khi nó trở thành sao lùn trắng). Ở tuổi này, lý thuyết dự đoán rằng nó co lại khoảng 1 cm mỗi năm, điều đó hoàn toàn khớp với sự tăng tốc độ quay mà nhóm nghiên cứu quan sát được.
"Nhờ có khám phá này, các nhà vật lý thiên văn sẽ có thể nghiên cứu và đánh giá các đặc điểm tiến hóa của các sao lùn trắng trẻ - và tìm kiếm thêm những hệ tương tự trong thiên hà." Popov nói.
Nếu như các nhà thiên văn học có thể tìm thấy những hệ khác tương tự như HD49798/RX J0648.0-4418, họ sẽ không chỉ biết thêm về tiến hóa của các sao lùn trắng, mà còn có thể có những khám phá xa hơn về vai trò của sự bồi tụ trong những hệ như vậy.
Bryan
Theo Astronomy
Đọc chi tiết về phần loại và tiến hóa của sao trong bài: "Sao - cấu tạo và tiến hóa".
