Hé lộ câu trả lời về tinh vân màu xanh bí ẩn

Đó là một ngôi sao được tìm thấy bao quanh bởi một tinh vân hình chiếc nhẫn phát sáng trong ánh sáng cực tím không nhìn thấy được.

Không có gì khác giống như nó trong Dải Ngân hà, khiến rất khó để tìm ra cách thức và lý do tại sao vật thể, được đặt tên là tinh vân vòng xanh lại như vậy.

Cho đến gần đây, các nhà khoa học cho rằng đã tìm ra được câu trả lời. Các cấu trúc phức tạp xung quanh ngôi sao, được đặt tên là TYC 2597-735-1, là kết quả của việc hai ngôi sao hợp nhất.

Theo các nhà nghiên cứu, TYC 2597-735-1 đã từng là một hệ thống nhị phân. Cách đây chưa đầy 5.000 năm, hai ngôi sao hợp nhất với nhau để trở thành một. Tinh vân bao gồm khí và các mảnh vỡ phóng ra trong sự kiện.

Các nhà thiên văn học cho biết, đó là một trong những hệ nhị phân hợp nhất trẻ nhất mà chúng ta đã tìm thấy.

Nhà thiên văn Keri Hoadley từ Học viện Công nghệ California cho biết: “Sự hợp nhất của hai ngôi sao là khá phổ biến, nhưng chúng nhanh chóng bị che khuất bởi rất nhiều bụi khi vật phóng ra từ chúng nở ra và nguội đi trong không gian, có nghĩa là chúng ta không thể nhìn thấy điều gì đã thực sự xảy ra. Chúng tôi nghĩ vật thể này đại diện cho giai đoạn cuối của những sự kiện thoáng qua, khi bụi cuối cùng cũng sạch và chúng ta có tầm nhìn tốt. Nhưng chúng tôi đã nắm bắt được quá trình trước khi nó ở quá xa. Sau thời gian, tinh vân sẽ tan vào môi trường giữa các vì sao và sẽ không thể biết bất cứ điều gì đã xảy ra nữa”.

Hệ thống nhị phân cực kỳ phổ biến trong Dải Ngân hà. 85% tất cả các ngôi sao trong thiên hà có thể ở các cặp nhị phân, hoặc thậm chí là các hệ ba hoặc bốn.

Bằng chứng cho thấy rằng tất cả các ngôi sao đều bắt đầu sự tồn tại của chúng bằng các cặp song sinh có nghĩa là số lượng tiềm năng của các hệ nhị phân đã tách hoặc hợp nhất.

Đối với bất kỳ hai ngôi sao nào trên quỹ đạo tương hỗ, có khả năng rất cao là khi quỹ đạo của chúng mất đi năng lượng, sẽ phân rã, khiến chúng chuyển động xoắn ốc về phía nhau và cuối cùng va chạm.

Nhưng chúng ta mới chỉ thấy một vụ sáp nhập như vậy đang hoạt động. Trong Dải Ngân hà, sự hợp nhất sao gần đây nhất đã được quan sát vào năm 2008.

Các mô hình lý thuyết, được thiết kế bởi nhà vật lý thiên văn Brian Metzger từ Đại học Columbia, cho thấy hình dạng kỳ lạ, sự phát sáng tia cực tím và cấu trúc vòng phức tạp của tinh vân màu xanh phù hợp nhất với một cặp vật chất hình nón, nổ ra từ vật thể ở trung tâm, liên quan đến một sự kiện đã diễn ra cách đây chưa đầy 5.000 năm.

Kịch bản có khả năng xảy ra nhất như được mô tả bởi những mô hình bắt đầu với hai ngôi sao, một ngôi sao có khối lượng bằng Mặt trời và một ngôi sao đồng hành nhỏ hơn bằng một phần mười khối lượng của nó.

Khi ngôi sao giống Mặt trời gần hết tuổi thọ, nó bắt đầu phồng lên, cuối cùng tiến gần đến người bạn đồng hành đến nỗi người bạn đồng hành đó bồi đắp một số khối lượng của ngôi sao lớn hơn.

Không có khả năng giữ thêm khối lượng này, ngôi sao nhỏ hơn đã tràn ra vật chất vào điểm Lagrange thứ hai của hệ thống (L2), điểm này quay ra thành một đĩa xung quanh hai ngôi sao. Trong khi đó, ngôi sao nhỏ hơn di chuyển đến gần ngôi sao lớn hơn, khởi động quá trình sáp nhập.

Khi một lớp vỏ khí được đẩy ra từ các ngôi sao hợp nhất, đĩa hoạt động như một loại vòng, hạn chế và định hình vật liệu thành hai hình nón nổ ra. Mỗi hình nón này sẽ quá mờ để có thể nhìn thấy một mình. Tuy nhiên, do góc nhìn của chúng ta gần như nhìn thẳng vào một trong những hình nón này, nên hai hình nón chồng lên nhau.

Đó là vòng cực tím, được hình dung dưới dạng ánh sáng xanh lam khi hidro va chạm và được cung cấp năng lượng bởi môi trường giữa các vì sao mà chúng ta thấy trong tinh vân vòng xanh. Chúng ta cũng có thể thấy ánh sáng đỏ của hydro được cung cấp năng lượng tại các mặt trước xung kích của các nón phát xạ như hai vòng chồng lên nhau.

Đối với bản thân sao TYC 2597-735-1, nó hiện có khối lượng từ khoảng 1,1 đến 2 lần khối lượng Mặt trời và có khả năng đã phát triển ra khỏi chuỗi chính, không còn hợp nhất hydro trong lõi của nó. Nó có thể đang trên đường trở thành một ngôi sao lùn trắng.

Việc tìm ra vị trí TYC 2597-735-1 và tinh vân vòng xanh nằm trên cây tiến hóa sao có thể giúp chúng ta tìm ra tần suất các vụ va chạm sao này diễn ra trong thiên hà.

"Chúng tôi thấy rất nhiều hệ thống hai sao có thể hợp nhất vào một ngày nào đó và chúng tôi nghĩ rằng đã xác định các ngôi sao hợp nhất có thể hàng triệu năm trước. Nhưng chúng tôi hầu như không có dữ liệu về những gì xảy ra ở giữa. Có thể còn rất nhiều tàn tích trẻ của các vụ hợp nhất sao trong thiên hà của chúng ta và tinh vân vòng xanh có thể cho chúng ta thấy chúng trông như thế nào để chúng ta có thể xác định thêm chúng”, Metzger nó thêm.