To lớn một cách đáng kinh ngạc, vô cùng nhỏ bé, hay có tốc độ rất nhanh - các ngôi sao có rất nhiều kích thước cùng những điều thú vị. Dưới đây là một số ngôi sao kỳ lạ nhất.
Khoảng 70 phần trăm các ngôi sao trong vũ trụ là những sao lùn đỏ nhỏ, mờ nhạt và buồn tẻ, khiến người quan sát bình thường có thể nghĩ rằng vật lý nghiên cứu về sao rất thiếu tính tưởng tượng.
Nhưng trái ngược với những “sao bình thường” ấy, danh mục sao của vũ trụ trải rất rộng và bao gồm cả những đối tượng rất kỳ lạ. Trong vũ trụ có cả các sao siêu siêu khổng lồ lạ thường cho đến các ngôi sao nhỏ đến mức trông chúng giống như các hành tinh khí khổng lồ hơn là các quả cầu hydro đang cháy sáng. Một số sao thì chuyển động nhanh đến mức chúng có thể rời khỏi thiên hà mẹ hoàn toàn, và cũng có những ngôi sao lý thuyết mà sự tồn tại của chúng có thể mở rộng biên giới của vật lý hiện tại mà chúng ta biết.
Từ bộ sưu tập các đối tượng đặc biệt này, chúng tôi đã chọn ra năm ví dụ để giúp bạn cảm nhận có nhiều loại sao khác biệt và độc đáo như thế nào.
Sao lớn nhất
Sao siêu siêu khổng lồ đỏ UY Scuti là ngôi sao lớn nhất từng được biết đến. Nó có bán kính gấp khoảng 1700 lần bán kính Mặt Trời của chúng ta. Để dễ so sánh, hãy nhớ rằng bán kính Mặt Trời gấp khoảng 110 lần Trái Đất.
So sánh kích thước UY Scuti và Mặt Trời của chúng ta.
Philip Park/Wikimedia Commons
UY Scuti nằm cách chúng ta khoảng 5100 năm ánh sáng, thuộc chòm sao nhỏ Scutum ở bán thiên cầu Nam. Nó rất giống sao siêu khổng lồ đỏ Betelgeuse nhưng lớn hơn gấp 3 lần, và cả hai đều được dự đoán sẽ kết thúc cuộc đời với một vụ nổ supernova.
Ngoài những điều này, không có nhiều thông tin khác về UY Scuti. Thậm chí khoảng cách của nó đến Trái Đất vẫn đang được tranh luận. Dù vậy, sao khổng lồ này vẫn là một trong những sao xa nhất có kích thước biểu kiến (hoặc góc) nhìn thấy từ Trái Đất được đo trực tiếp.
Hình ảnh của UY Scuti thu được từ Đài thiên văn Rutherford.
Haktarfone/Wikimedia Commons
Sao nặng nhất
RMC 136a1 là ngôi sao nặng nhất từng được biết.
Với khối lượng gấp khoảng 315 lần khối lượng Mặt Trời, RMC 136a1 là ngôi sao nặng nhất từng được biết đến. Tuy có khối lượng khổng lồ nhưng ngôi sao này chỉ có bán kính gấp 30 lần bán kính Mặt Trời của chúng ta. Nó là một phần của một cụm với nhiều sao rất nóng và sáng ở trung tâm của R136, một vùng tập trung các ngôi sao nằm ở trung tâm cụm sao NGC 2070 - một cụm sao thuộc Tinh vân Tarantula của Mây Magellan Lớn.
So sánh kích thước một sao lùn đỏ, Mặt Trời của chúng ta, một sao thuộc dãy chính loại B và R136a1.
ESO/M. Kornmesser
“RMC136a1 có nhiệt độ nằm ngoài khoảng của những sao màu đỏ và kể cả các sao xanh; ở 50.000 độ kelvin nó là “sao tím” với bức xạ phát ra có đỉnh thuộc vùng cực ngắn của phổ tử ngoại.” - Gerard van Belle, nhà thiên văn học tại Đài thiên văn Lowell ở Flagstaff cho biết. Tương lai nó có khả năng sẽ trở thành supernova, dù khả năng khối lượng còn lại sau đó sẽ đủ cho nó trở thành một lỗ đen hơn là một sao neutron.
Sao nhỏ nhất
Chỉ lớn hơn một chút so với Sao Thổ; EBLM J0555-57Ab (viết tắt là 57 Ab) có khối lượng vừa đủ để cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra, kết hợp các hạt nhân hydro thành heli. Nằm cách chúng ta khoảng 600 năm ánh sáng và là một phần của một hệ kép, 57 Ab được phát hiện khi nó đi qua phía trước sao đồng hành lớn hơn của mình.
So sánh kích thước của EBLM J0555-57Ab với các hành tinh khí trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, cũng như ngôi sao nhỏ nổi tiếng TRAPPIST-1.
Amanda Smith, University of Cambridge
Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng hiện tại chúng ta vẫn biết rất ít về các ngôi sao có kích thước và khối lượng nhỏ hơn 20% so với Mặt Trời, vì chúng rất khó phát hiện do kích thước nhỏ và độ sáng thấp.
Sao nhanh nhất
Các sao siêu tốc là những ngôi sao đang tăng tốc trong thiên hà của chúng ta với tốc độ lớn đến mức hầu hết chúng cuối cùng sẽ thoát khỏi Milky Way. Cho đến gần đây, các nhà khoa học nghĩ rằng cách duy nhất để các sao có thể đạt được tốc độ như vậy là thông qua sự tương tác của hệ sao kép với lỗ đen siêu nặng ở trung tâm thiên hà của chúng ta.
PG 1610+062 là một ngôi sao chuyển động nhanh ra khỏi cánh tay xoắn Carina-Sagittarius của thiên hà chúng ta.
Centre de Données astronomiques de Strasbourg/SIMBAD/SDSS
Tuy nhiên, vào năm ngoái, các tác giả của một bài báo đăng trên tạp chí Astronomy & Astrophysics (Thiên văn học & Vật lý thiên văn) đã phát hiện ra rằng sao siêu tốc độ PG 1610+062, một sao xanh dao động chậm, là một ngôi sao đủ sáng để có thể nghiên cứu chi tiết. Nguồn gốc của nó có thể là từ đĩa của thiên hà Milky Way và nó có khả năng đã bị đẩy ra khỏi cánh tay xoắn Carina-Sagittarius của thiên hà chúng ta.
Các tác giả cho rằng PG 1610+062 đã được tăng tốc đến tốc độ như vậy sau khi một sao đồng hành phát nổ trong một vụ nổ supernova. Hoặc là, cặp sao kép có thể đã đạt được vận tốc từ các tương tác hấp dẫn với các cụm sao trẻ và đặc, trong đó hai sao bị khóa chuyển động vào quỹ đạo xung quanh nhau và sự tương tác của chúng với các sao khác trong các cụm sao có mật độ lớn có thể phóng sao nhỏ hơn trong hệ sao kép đi với vận tốc rất lớn.
Đối tượng lý thuyết
Các đối tượng Thorne-Zytkow (TZO), cho đến nay chỉ tồn tại trên lý thuyết, được cho là hình thành khi một sao neutron được bao quanh bởi một lớp khí hydro trải rộng và phân tán, theo các tác giả của một bài báo vào năm 2014 trong Thông báo hàng tháng của Hội Thiên văn Hoàng gia. Các sao siêu khổng lồ TZO được dự đoán là có bề ngoài gần giống với các sao siêu khổng lồ đỏ (RSG) và cho thấy các vạch phổ của các nguyên tố nặng và Lithium một cách bất thường trong quang phổ của chúng.
Đối tượng đầu tiên được giả thuyết tồn tại bởi hai nhà vật lý lý thuyết Kip Thorne và Anna Zytkow vào cuối những năm 1970. Van Belle cho biết, các TZO được cho là ra đời từ một kịch bản trong đó một sao đang trở thành supernova “ném” phần lõi còn lại của nó – lúc này là một sao neutron - vào một sao khác.
Van Belle lưu ý rằng đây là một điều cực kỳ khó xảy ra, nhưng không phải là không thể xảy ra. Do vậy, nếu TZO tồn tại, thì chúng cũng khá hiếm. Các nhà thiên văn học có một ứng cử viên TZO, được gọi là HV2112, thuộc Mây Magellan Nhỏ cách chúng ta 200.000 năm ánh sáng trong chòm sao thuộc bán thiên cầu Nam là Tucana.
Được phát hiện bởi các nhà thiên văn học Emily Levesque, Phil Massey và các đồng nghiệp vào năm 2014, cho đến nay nó vẫn chưa được xác nhận là một TZO thực sự.
“Với thực tế rằng các mô hình TZO không phải được đưa ra gần đây, rất khó để xác nhận xem HV2112 là TZO hay chỉ đơn thuần là một sao tiến hóa theo cách “thông thường” hơn”, Van Belle cho biết.
Một bức ảnh của Mây Magellan Nhỏ, nơi có ứng cử viên cho đối tượng Thorne-Zytkow là HV 2112
ESA/Hubble
Ngôi sao quen thuộc của chúng ta
Cuối cùng, Mặt Trời của chúng ta cũng đủ điều kiện để được xem là có một chút kỳ lạ, mặc dù một thời gian dài nó vẫn được coi là một sao lùn vàng bình thường.
Tại sao Mặt Trời lại kỳ lạ?
Đầu tiên là nó rất lớn, van Belle nói. Mặc dù kích thước của nó nằm ở giữa trong phạm vi kích thước có thể có của các ngôi sao (từ khoảng 1/8 tám khối lượng Mặt Trời đến khoảng 100 lần khối lượng Mặt Trời), vẫn có hơn 3/4 các sao trong vũ trụ nhỏ hơn Mặt Trời của chúng ta.
Và mặc dù một nửa trong số các sao kiểu Mặt Trời được cho là có sao đồng hành, Mặt Trời của chúng ta dường như chưa bao giờ có. So với các sao khác trong cùng phạm vi quang phổ, Mặt Trời có độ ổn định quang học khá tốt, có nghĩa là độ sáng của Mặt Trời không thay đổi nhiều - điều này có thể là một yếu tố quan trọng cho sự tiến hóa của sự sống trên Trái Đất.
Và cuối cùng, van Belle nhấn mạnh rằng không có hệ hành tinh nào có cấu trúc tương tự như chúng ta từng được tìm thấy xung quanh một sao giống như Mặt Trời.
Còn đối với những ngôi sao kỳ lạ ở trên thì sao?
Về mặt lý thuyết, chúng rất thú vị nhưng gần như không thể hỗ trợ sự sống ở thời điểm hiện tại như chúng ta biết.
Gia Linh
Theo Astronomy
