Các nhà nghiên cứu đã nhận diện được một sao siêu khổng lồ đỏ đang ở giai đoạn cuối vòng đời, sắp xảy ra vụ nổ supernova, thông qua các quan sát của Kính thiên văn Không gian James Webb (JWST). Phát hiện này góp phần làm sáng tỏ một vấn đề đã tồn tại trong vật lý thiên văn suốt nhiều thập kỷ.
JWST đã quan sát được một ngôi sao siêu khổng lồ đỏ có khối lượng lớn, ngay trước khi nó phát nổ thành supernova. Về lý thuyết, những ngôi sao loại này được xem là nguồn gốc của phần lớn các vụ supernova, nhưng trên thực tế chúng hiếm khi được ghi nhận. Kết quả quan sát mới nhất được công bố ngày 8 tháng 10 trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters (tạp chí hàng đầu về xuất bản nhanh các nghiên cứu thiên văn có tác động lớn), củng cố giả thuyết rằng các sao siêu khổng lồ đỏ thường bị che khuất bởi những đám mây bụi dày đặc.
“Trong nhiều thập kỷ qua, chúng tôi đã cố gắng xác định chính xác đặc điểm của các vụ nổ từ sao siêu khổng lồ đỏ,” tác giả chính của nghiên cứu, Charlie Kilpatrick, Phó giáo sư nghiên cứu về sao khối lượng lớn tại Đại học Northwestern (Illinois, Hoa Kỳ), cho biết. “Chỉ đến nay, với dữ liệu và quan sát hồng ngoại chất lượng cao của JWST, chúng tôi mới có thể xác định rõ loại sao siêu khổng lồ đỏ nào đã phát nổ và môi trường xung quanh của nó trước vụ nổ.”
Những ngôi sao có khối lượng tương đương Mặt Trời, khi tiến gần đến giai đoạn cuối vòng đời, sẽ phồng to và trở thành sao khổng lồ đỏ trước khi phát nổ thành supernova. Sao siêu khổng lồ đỏ là những sao có khối lượng lớn hơn nhiều, thường đạt kích thước gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần Mặt Trời, và đang ở ngưỡng cuối cùng trước khi sụp đổ.
Chương trình All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN, chương trình quan sát tự động toàn bầu trời nhằm phát hiện sớm các vụ nổ supernova) lần đầu phát hiện vụ supernova này vào tháng 6/2025. Vụ nổ này được đặt tên chính thức là SN 2025pht, xảy ra trong thiên hà NGC 1637, cách Trái Đất khoảng 38 triệu năm ánh sáng - một khoảng cách tương đối gần trong thang đo thiên văn học. Nhóm các nhà nghiên cứu đã xác định được ngôi sao tiền thân của vụ nổ bằng cách so sánh dữ liệu lịch sử từ Kính thiên văn Không gian Hubble với các ảnh mới của JWST về NGC 1637 chụp trước và sau vụ nổ.
Quan sát mới của JWST cho thấy sao siêu khổng lồ đỏ (trong khu vực được đánh dấu bằng ô vuông) ngay trước khi nó phát nổ. Nguồn ảnh: NASA, ESA, CSA, STScI, Charles Kilpatrick (Northwestern), Aswin Suresh (Northwestern).
Theo Kilpatrick và các cộng sự, các sao khối lượng lớn nhất ở giai đoạn cuối đời thường chứa lượng bụi lớn trong môi trường xung quanh, khiến ánh sáng của chúng bị che khuất đáng kể. Quan sát mới từ JWST phù hợp với nhận định này. Ngôi sao được phát hiện sáng gấp khoảng 100.000 lần Mặt Trời, nhưng do bị bao phủ bởi lớp bụi dày đặc, ánh sáng quan sát được yếu hơn hơn 100 lần.
Lớp bụi này cũng đặc biệt hiệu quả trong việc hấp thụ các bước sóng ngắn hơn thuộc vùng ánh sáng xanh. May mắn thay, nhờ khả năng quan sát hồng ngoại mạnh mẽ, Kính thiên văn Không gian James Webb (JWST) có thể thu nhận được các bước sóng đỏ dài hơn, từ đó mang lại cái nhìn chi tiết chưa từng có về một sao siêu khổng lồ đang ở giai đoạn cận kề vụ nổ supernova.
“SN 2025pht rất đáng chú ý vì nó thể hiện màu đỏ đậm hơn hầu hết các sao siêu khổng lồ đỏ từng được ghi nhận trước đây khi phát nổ,” Kilpatrick nhận xét. “Điều đó cho thấy các vụ nổ tương tự trong quá khứ có thể đã sáng hơn nhiều so với những gì chúng ta từng ước tính, do trước đây chưa có dữ liệu hồng ngoại chất lượng cao như JWST hiện nay.”
Nguyễn Đình Nam
Theo Livescience
