Nghiên cứu mới tiết lộ về các ngôi sao “nhịp tim”

(Dân trí) - Vật chất của những ngôi sao này còn rất khó hiểu và đầy bí ẩn, vì vậy, những vật thể thiên văn rất khác thường này còn được gọi là ngôi sao nhịp tim.

Mô phỏng về 2 ngôi sao “nhịp tim” do kính Viễn vọng không gian Kepler của NASA phát hiện ra
Mô phỏng về 2 ngôi sao “nhịp tim” do kính Viễn vọng không gian Kepler của NASA phát hiện ra

Kính viễn vọng không gian Kepler của NASA đã phát hiện 1 số lượng lớn các ngôi sao nhịp tim này, đây là những ngôi sao đôi (1 hệ thống gồm 2 ngôi sao quay quanh nhau), sở dĩ những ngôi sao này được đặt tên như vậy là bởi vì, khi vẽ bản đồ độ sáng theo thời gian của chúng sẽ cho kết quả trông giống như điện tâm đồ.

Các nhà khoa học rất hứng thú với những ngôi sao này, bởi chúng là các hệ thống sao đôi có quỹ đạo hình bầu dục thuôn dài. Điều này khiến chúng trở thành các phòng thí nghiệm tự nhiên để nghiên cứu các tác động về lực hấp dẫn của chúng đối với nhau. Trong 1 hệ thống sao nhịp tim, khoảng cách giữa hai ngôi sao thay đổi đáng kể khi chúng quay quanh nhau. Các ngôi sao nhịp tim có thể ở gần nhau đến mức chỉ cách nhau 1 khoảng cách bằng vài lần bán kính của 1 ngôi sao, và có thể xa nhất khoảng 10 lần khoảng cách quay của một quỹ đạo.


Hình ảnh mô phỏng của các nhà khoa học về sao nhịp tim (Ảnh: NASA)

Hình ảnh mô phỏng của các nhà khoa học về sao nhịp tim (Ảnh: NASA)

Khi chúng ở gần nhau nhất, lực hấp dẫn kéo giữa chúng làm cho các ngôi sao có hình dạng elip, đây là một trong những nguyên nhân dẫn tới ánh sáng phát ra từ các ngôi sao rất đa dạng. Điều này đồng dạng với lực hút thủy triều gây ra hiện tượng thủy triều của các đại dương trên trái đất. Bằng việc nghiên cứu sao nhịp tim, các nhà thiên văn học có thể thu được nhiều hiểu biết hơn về hiện tượng này xảy ra ở các ngôi sao khác nhau.

Lực thủy triều còn tạo ra hiện tượng rung hoặc “rung động” ở các ngôi sao nhịp tim, đường kính của các ngôi sao thay đổi nhanh chóng khi chúng quay quanh nhau. Tại các điểm tiếp xúc gần nhất, hiệu ứng này rất mạnh mẽ.

Avi Shporer, nghiên cứu viên tại Phòng thí nghiệm Jet Propulsion, Pasadena, California thuộc chương trình học bổng sau tiến sĩ Sagan của NASA cho rằng “Bạn có thể nghĩ những ngôi sao này là những chiếc chuông và mỗi khi những ngôi sao đạt được khoảng cách gần nhất, thì giống như chúng gõ vào nhau bằng một cái búa”. Một hoặc cả 2 ngôi sao rung trong suốt quỹ đạo của chúng và chúng sẽ càng rung mạnh hơn khi tới gần nhau hơn.

Hiện Kepler đang trong giai đoạn nghiên cứu K2. Họ đã phát hiện ra rất nhiều ngôi sao nhịp tim trong vòng vài năm qua. Một nghiên cứu năm 2011 về một ngôi sao mang tên KOI-54 cho thấy rằng, độ sáng của ngôi sao này đã tăng theo chu kỳ 41,8 ngày. Trong năm 2012, một nghiên cứu tiếp theo đã phân chia 17 vật thể trong dữ liệu của Kepler và bổ sung chúng vào các ngôi sao nhịp tim. Để mô tả được hệ thống độc đáo này, cần có thêm nhiều nghiên cứu trong tương lai.

Nghiên cứu của Shporer được công bố trên tap chí Astrophysical Journal đã đo quỹ đạo của 19 hệ thống sao nhịp tim – đây là nghiên cứu đơn lẻ lớn nhất từ trước tới nay. Các tác giả tiếp tục theo đuổi khám phá về các ngôi sao nhịp tim đã được xác định trước bởi nhiệm vụ Kepler. Đặc biệt, họ đã sử dụng công cụ trên kính thiên văn W.M. Keck Observatory tại Hawai có tên là High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) - quang phổ kế có độ phân giải cao - để đo bước sóng của ánh sáng tới. Bước sóng này sẽ dài ra khi 1 ngôi sao chuyển động ra xa và ngược lại, bước sóng sẽ ngắn hơn khi ngôi sao chuyển động lại gần chúng ta. Dữ liệu này cho phép các nhà thiên văn tính toán tốc độ của các vật thể dọc theo đường ngắm và đo hình dạng của quỹ đạo.

Shporer cho biết trong các thí nghiệm của mình, họ đã thấy các ngôi sao nhịp tim có xu hướng nóng hơn và lớn hơn so với mặt trời. “Nhưng cũng có thể còn có những ngôi sao khác có các phạm vi nhiệt độ khác nhau mà các nhà khoa học chưa phát hiện ra”

Các tác giả của nghiên cứu này cũng cho rằng, trong một số hệ thống sao nhịp tim có thể có thêm ngôi sao thứ ba hoặc thậm chí là thứ tư mà chúng ta chưa tìm thấy. Susan Mullally (trước đây là Thompson), một nhà khoa học tại học viện SETI, hiện đang làm việc cho chương trình Kepler tại Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA – đồng tác giả của nghiên cứu cho rằng, “Sự co giãn theo chu kỳ của những ngôi sao nhịp tim này đã nhanh chóng làm cho hệ thống tiến hóa thành quỹ đạo hình tròn. 1 ngôi sao thứ 3 trong hệ thống này sẽ làm cho sự co giãn này lớn nhất – thành quỹ đạo hình bầu dục mà chúng ta đã quan sát thấy.”

Các nhà khoa học cũng đang hy vọng sẽ tiếp tục hợp tác giữa các đài quan sát trên mặt đất và trong không gian để hiểu rõ hơn về các hoạt động phức tạp bên trong hệ thống sao nhịp tim.

Anh Thư (Theo Phys)