Vào tháng 11 năm 1572, một ngôi sao mới rực rỡ đã xuất hiện trong chòm sao Cassiopeia, tỏa sáng đến mức có thể nhìn thấy cả vào ban ngày. Nhà thiên văn học người Đan Mạch Tycho Brahe đã cẩn thận ghi chép lại hiện tượng trên bầu trời này, và tàn tích của vụ nổ supernova mang tên ông đã được nghiên cứu rất kỹ kể từ đó.
Giờ đây, một phân tích mới dựa trên các quan sát gần đây cho thấy supernova của Tycho có nguồn gốc kịch tính hơn nhiều so với suy đoán trước đây: nó đã phát nổ không phải trong không gian trống rỗng, mà là bên trong tàn dư mờ ảo của một tinh vân hành tinh.
Mặc dù có tên gọi như vậy, tinh vân hành tinh không hề liên quan đến các hành tinh. Chúng là những lớp vỏ khí và bụi được phóng ra từ các ngôi sao đang chết trong giai đoạn cuối đời của chúng, tạo nên một số cấu trúc thuộc loại đẹp nhất trong vũ trụ. Những tinh vân này thường tan biến trong vòng vài trăm nghìn năm, điều này khiến thời điểm xảy ra sự kiện Tycho trở nên đặc biệt đáng chú ý. Vụ nổ supernova hẳn đã xảy ra khi tinh vân cổ xưa này vẫn còn nguyên vẹn, tạo nên hiện tượng mà các nhà nghiên cứu gọi là “supernova bên trong một tinh vân hành tinh,” hay SNIP.
Tinh vân Dumbbell, còn được biết đến với tên gọi M27, là một ví dụ điển hình của tinh vân hành tinh (Nguồn: REU/NOIRLab/NSF/AURA).
Bằng chứng đến từ những điểm đặc trưng trong cấu trúc của tàn dư supernova Tycho. Hai phần nhô ra đối xứng được gọi là “tai” nhô ra từ lớp vỏ chính của tàn dư. Những phần tai này không phải là ngẫu nhiên. Chúng có hình dạng rất giống với những cấu trúc tương tự được tìm thấy ở ba supernova loại Ia khác: Kepler, SNR G299-2.9 và SNR G1.9+0.3. Các nghiên cứu trước đây đã từng gợi ý rằng những tàn dư này là SNIP, và phân tích mới càng củng cố thêm lập luận rằng Tycho cũng thuộc về nhóm này, xác nhận một giả thuyết đã từng được đưa ra gần bốn mươi năm trước vào năm 1985.
Supernova loại Ia xảy ra khi lõi đặc và nguội lạnh của các ngôi sao đã chết (sao lùn trắng) phát nổ trong một vụ nổ nhiệt hạch ngoạn mục. Cơ chế kích hoạt chính xác đã được tranh luận trong nhiều thập kỷ, nhưng việc xác định một SNIP cho thấy kịch bản "kết hợp lõi" (chính xác là "core degenerate") là khả dĩ nhất. Trong mô hình này, một sao lùn trắng chuyển động xoắn xuyên qua lớp vỏ của sao đồng hành và hợp nhất với lõi của nó. Vụ nổ xảy ra sau đó, nhưng vẫn trong khoảng thời gian mà tinh vân hành tinh ở giai đoạn trước đó vẫn còn hiện diện.
Quá trình hình thành supernova loại Ia (Nguồn: NASA, ESA và A. Feild (STScI)).
Nếu Tycho thực sự phù hợp với mô hình này, và nếu các cấu trúc tương tự được tìm thấy ở những supernova đã được nghiên cứu kỹ khác, điều đó cho thấy SNIP có thể không phải là những trường hợp hiếm hoi mà là điều phổ biến. Nghiên cứu đề xuất rằng khoảng 70 tới 90% các supernova loại Ia thông thường có thể là SNIP, có nghĩa là phần lớn các vụ nổ này xảy ra bên trong các lớp vỏ tinh vân hành tinh đang mờ dần.
Khám phá này cho thấy supernova loại Ia không chỉ xảy ra trong những khoảng thời gian cực kỳ dài, mà còn có thể xuất hiện trong các quần thể sao tương đối trẻ, nơi tinh vân hành tinh vẫn chưa tan biến hoàn toàn. Đối với một vụ nổ được quan sát cách đây hơn bốn thế kỷ, sự kiện Tycho vẫn tiếp tục mang đến những bất ngờ làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về cái chết của các ngôi sao.
Bryan
Theo Universetoday
