Giải mã thảm họa vũ trụ năm 2017

Năm 2017, các nhà thiên văn học đã nhận thấy một ngôi sao xuất hiện ngoài Dải Ngân hà đi với vận tốc gần 3,2 triệu km/h, nhanh hơn gần 4 lần so với quỹ đạo Mặt trời của chúng ta, và bay ngược với hướng mà hầu hết các ngôi sao di chuyển quanh trung tâm thiên hà.

Nó cũng được làm từ những thứ hoàn toàn khác của sao, chủ yếu là các nguyên tử "kim loại", nặng hơn là các nguyên tố nhẹ thông thường. Ngôi sao này được các nhà khoa học đặt tên là LP 40-365.

Tác giả chính của nghiên cứu, JJ Hermes, một nhà thiên văn học tại Đại học Boston, Mỹ cho biết: "Nó đặc biệt kỳ lạ theo nhiều cách khác nhau."

Một mảnh của ngôi sao đã phát nổ?

Ngôi sao di chuyển nhanh đến mức nó hướng ra khỏi thiên hà của chúng ta, điều mà các nhà thiên văn học cho rằng, nó đã được phóng tới đây bởi một thảm họa vũ trụ, vụ nổ của một siêu tân tinh. Nhưng họ không thể biết làm thế nào mà siêu tân tinh đã khiến nó bay. LP 40-365 có phải là một mảnh của chính ngôi sao đã phát nổ? Hay đó là một ngôi sao đối tác bị thổi bay bởi sóng xung kích liên quan đến các vụ nổ ngôi sao?

Một phân tích mới về dữ liệu cho thấy ngôi sao này, được gọi là sao lùn trắng, quay quanh trục của nó với tốc độ "nhàn nhã". Điều này gợi ý rằng nó thực sự là một mảnh vụn của sao (không phải là sao đối tác) đã cố gắng tồn tại một trong các thiên hà các sự kiện bạo lực và bí ẩn nhất.

Nhà thiên văn học Hermes cho biết: "Giờ đây, chúng tôi có thể kết nối ngôi sao này với mảnh vụn từ một ngôi sao lùn trắng đã phát nổ với sự tự tin hơn rất nhiều."

Chứng kiến một thảm họa vũ trụ

Không lâu sau khi phát hiện, các nhà thiên văn học nhận ra rằng những đặc điểm độc đáo của ngôi sao lùn trắng có nghĩa là nó đã tận mắt chứng kiến một siêu tân tinh. Nó diễn ra rất nhanh, và toàn bộ lớp cấu trúc của nó dường như đã thay đổi.

Hầu hết các ngôi sao được tạo ra gần như hoàn toàn bằng hydro và heli. Tuy nhiên, trong LP 40-365, các nhà thiên văn chỉ phát hiện các nguyên tố nặng như oxy, neon và magiê - các nguyên tử được hợp nhất trong một lò siêu tân tinh. Một siêu tân tinh đã truyền cho toàn bộ những "kim loại" này cho nó. (Không giống như các nhà hóa học, các nhà thiên văn học coi bất kỳ nguyên tố nào nặng hơn heli là một kim loại.)

Các nhà thiên văn học kết luận rằng, ngôi sao này từng là thành viên của một cặp sao lùn trắng - số phận điển hình của những ngôi sao nhỏ giống như mặt trời - phát nổ sau khi hút đủ khối lượng từ đối tác của chúng. Những vụ nổ này mạnh đến mức các nguyên tố hợp nhất hạt nhân của chúng thành các nguyên tố hoàn toàn mới.

Hai kịch bản có thể xảy ra. Trong lần đầu tiên, một ngôi sao đã phát nổ sạch sẽ, thổi bay đối tác của nó bằng kim loại nặng và đưa nó ra ngoài không gian. Trong lần thứ hai, một số mảnh vỡ của ngôi sao nổ đã thoát ra khỏi siêu tân tinh, chứa đầy kim loại được hình thành trong vụ nổ.

Hiểu rõ hơn về sao lùn trắng

Để hiểu rõ hơn về ngôi sao kỳ lạ, Hermes và các đồng nghiệp đã sàng lọc dữ liệu được thu thập bởi Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh Quá cảnh của NASA, tìm kiếm các hành tinh xa xôi đi qua phía trước và làm mờ các ngôi sao chủ của chúng.

LP 40-365 không có hành tinh, nhưng nó mờ và sáng sau 8,9 giờ, dữ liệu của TESS tiết lộ. Nhóm nghiên cứu nhận thấy cùng một kim đồng hồ nhấp nháy trong dữ liệu hiện có từ Kính viễn vọng Không gian Hubble, mà họ tin rằng có nghĩa là ngôi sao quay, đưa các vết đen vào và ra khỏi tầm nhìn. Sự nhấp nháy cũng có thể chỉ ra xung động, nhưng xung động của các ngôi sao có xu hướng không đều.

Việc biết LP 40-365 quay nhanh như thế nào rất hữu ích vì nó giúp các nhà nghiên cứu hiểu được những gì mà sao lùn trắng có thể đã trải qua khoảng 5 triệu năm trước trong thời kỳ siêu tân tinh.

Nhóm này ước tính ban đầu, cặp đôi này quay quanh nhau từ 30 đến 60 phút một lần. Nếu LP 40-365 là ngôi sao đồng hành, được tung ra rõ ràng, nó vẫn sẽ quay xung quanh gần như nhanh chóng.

Nhưng vòng quay tương đối thoải mái của nó cho thấy rằng. nó đã trải qua một sự biến đổi mạnh mẽ hơn. Sao lùn trắng phát nổ sẽ phồng lên nhiều hơn, tốc độ quay của nó giảm mạnh khi vòng quay chậm lại. Chu kỳ quay kéo dài hơn một tuần cho thấy sao lùn trắng là một mảnh khuếch tán của ngôi sao đã phát nổ.