Tháng 11 năm 2016, vệ tinh Gaia đã theo dõi một supernova phát nổ cách Trái Đất khoảng 1 tỷ năm ánh sáng. Các nhà thiên văn học đã tiếp tục quan sát đối tượng này qua các kính thiên văn và nhanh chóng phát hiện ra rằng nó là một supernova đặc biệt theo nhiều nghĩa.
Trước hết, ngôi sao tiền thân của vụ nổ này dường như có quỹ đạo xa trong một thiên hà lùn ở khoảng cách khoảng 54.000 năm ánh sáng tính từ tâm của thiên hà. Hầu hết các sao nặng ra đời trong những cụm sao đậm đặc, do đó làm thế nào để một ngôi sao như vậy hình thành ở xa như thế là một câu hỏi cần được giải đáp.
Ngoài ra, ngôi sao này có khối lượng cực lớn, gấp khoảng 200 lần khối lượng Mặt Trời, gần với giới hạn trên về khối lượng mà một ngôi sao có thể có được theo tính toán của các nhà khoa học.
Bản thân supernova này cũng cho thấy có vẻ như nó đã phát nổ tới 2 lần, cách nhau khoảng 100 ngày. Các nhà thiên văn học cho rằng thực tế đây không phải những lần nổ khác nhau mà là cùng một vụ nổ đã tác động lên các lớp khác nhau của ngôi sao để cuối cùng dẫn tới cái chết của nó và để lại một đám mây khuếch tán xung quanh.
Ngôi sao này đáp ứng nhiều tiêu chí cho cái gọi là supernova không ổn định - một loại vụ nổ mà một số sao cực nặng có thể trải qua. Một sự kiện như vậy khiến ngôi sao bị phá hủy hoàn toàn, không để lại bất cứ thứ gì. Nhưng việc tìm kiếm một sự kiện rất hiếm như vậy là rất khó khăn, và supernova có tên là SN2016iet này là một trong những đối tượng đầu tiên mà các nhà khoa học đã tìm được. Và ngay cả khi so sánh với những vụ nổ hiếm gặp đó, nó vẫn là một trường hợp đặc biệt.
Các nhà nghiên cứu do Sebastian Gomez ở Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard đứng đầu đã công bố kết quả của họ hôm 15 tháng 8 vừa qua trên Astrophysical Journal.
Siêu supernova
SN2016iet giải phóng ra một năng lượng khổng lồ khi nó phát nổ, và mất rất nhiều thời gian để nó mờ đi. Việc đó cùng nhiều chi tiết khác dẫn các nhà thiên văn học tới việc nghĩ rằng đây là một trường hợp rất hiếm của một supernova kép bất ổn định. Thông thường, khi các sao nặng phát nổ, chúng để lại một thứ gì đó như là sao neutron hoặc lỗ đen.
Nhưng lý thuyết của các nhà khoa học dự đoán rằng đôi khi một ngôi sao nặng và nghèo kim loại có thể bắt đầu tạo ra những cặp vật chất và phản vật chất trong những ngày cuối cùng của nó. Việc đó dẫn tới sự sup sập của lõi sao và tiếp đó là một vụ nổ lớn phá hủy hoàn toàn ngôi sao, không để lại bất cứ thứ gì, kể cả lỗ đen.
Một ngôi sao cần có khối lượng từ 130 đến 260 lần khối lượng Mặt Trời để chết theo cách đó. Sao nặng như vậy sẽ đốt cháy nhiên liệu của nó rất nhanh và chỉ có thời gian sống vài triệu năm.
Kích thước khổng lồ là một trong những yếu tố khiến cho vị trí hoàn toàn cô lập của SN2016iet trở nên khó hiểu. Thông thường, các sao nặng ra đời trong những cụm đậm đặc. Vì SN2016iet có một cuộc đời ngắn ngủi, lẽ ra nó phải có những người anh em là những ngôi sao khác sống thọ hơn ở gần nó. Có thể nó đã bị đẩy ra khỏi cụm sao của mình. Tuy nhiên vấn đề là thời gian sống của nó quá ngắn để có thể đi xa như vậy. Để có thể đi ra xa khỏi trung tâm của thiên hà chứa nó như thế, nó cần phải bị đẩy ra với vận tốc lớn hơn bất cứ ngôi sao nào khác mà các nhà khoa học từng đo được.
Lời giải thích hợp lý nhất là ngôi sao này đã hình thành ở đúng nơi mà các nhà thiên văn học phát hiện ra nó, và trên thực tế nó là một phần của một thiên hà vệ tinh hoặc một cụm sao quá mờ để có thể được nhìn thấy.
Vẫn còn những điều kỳ quái khác
Một ngôi sao lớn và kết thúc bằng một sự kiện dữ dội như vậy thường ném vật chất của nó vào không gian từ hàng nghìn năm trước khi nó chết. Nhưng các quan sát dài ngày mang lại kết quả cho thấy có hai điểm sáng cực đại, mà theo Gomez là do supernova này đã gây ra tác động lên các lớp vật chất khác nhau của ngôi sao. Lượng vật chất này vẫn còn khá dày và nằm gần ngôi sao, cho thấy trên thực tế nó đã ném toàn bộ khối vật chất đó ra chỉ trong chưa tới 20 năm, thay vì hàng nghìn năm như dự đoán trước đây. Theo Gomez thì bản thân việc đó cũng là một câu hỏi cần giải đáp.
SN2016iet là một trong những ví dụ điển hình nhất về supernova kép bất ổn định, và nó cũng mang lại nhiều thách thức về việc hiểu rõ cơ chế của một sao nặng như vậy khi chúng chết đi. Gomez cùng nhóm nghiên cứu của mình đã được chấp thuận việc khai thác kính thiên văn không gian Hubble. Họ sẽ sử dụng thời gian được phép của mình để thực hiện các quan sát tiếp theo và cũng sẽ tìm kiếm những thiên hà vệ tinh hoặc các cụm sao mà họ cho rằng có thể là nơi chứa ngôi sao tiền thân của SN2016iet, với hi vọng sẽ giải đáp được các câu hỏi quanh ngôi sao kỳ lạ này.
Bryan
Theo Astronomy
Đọc thêm bài: Nova và supernova
