Không giống như Mặt trời - một ngôi sao cô đơn trong vũ trụ - khoảng một nửa các ngôi sao trong dải Ngân hà của chúng ta luôn có gắn bó lâu dài với một ngôi sao khác, quay quanh nhau trong một mối quan hệ như hôn nhân thiên thể, gọi là hệ sao nhị phân. Đôi khi hệ sao nhị phân có xảy ra hiện tượng 'sao biến thiên hồng thuỷ': một ngôi sao 'ăn thịt' bạn đời của nó.
Các nhà nghiên cứu trong tuần này đã chứng kiến sự đổ vỡ của một trong những hệ sao nhị phân này, hệ sao ZTF J1813 + 4251. Cặp sao đôi này quay xung quanh nhau với quỹ đạo 51 phút, thời gian của một quỹ đạo nhanh nhất đối với hệ sao nhị phân. Đây chính là hiện tượng ‘sao biến thiên hồng thuỷ' (tiếng Anh: Cataclysmic variables): một ngôi sao đang ‘ăn thịt’ ngôi sao đồng hành của nó.
Hai ngôi sao nằm cách Trái đất khoảng 3.000 năm ánh sáng theo hướng của chòm sao Hercules. Một năm ánh sáng là khoảng cách mà ánh sáng truyền đi trong một năm, tức là ở khoảng cách khoảng 9,5 nghìn tỷ km.
Sao biến thiên hồng thuỷ là gì?
Sao biến thiên hồng thủy là một hệ sao đôi, bao gồm hai thành phần: một sao lùn trắng sơ cấp và một sao lùn thứ cấp. Các ngôi sao gần nhau đến mức lực hấp dẫn của sao lùn trắng sơ cấp làm biến dạng ngôi sao thứ cấp - và sao lùn trắng sơ cấp ‘hút' vật chất từ người bạn đồng hành. Vật chất này vô cùng giàu hydro, tạo thành một đĩa bồi tụ xung quanh sao lùn trắng.
Hệ sao biến thiên hồng thuỷ ZTF J1813 + 4251
Ngôi sao thứ cấp lớn hơn có cùng nhiệt độ với mặt trời nhưng đã bị rút xuống chỉ còn khoảng 10% đường kính của mặt trời — khiến nó có kích thước tương đương với sao Mộc, hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời của chúng ta. Sao lùn trắng sơ cấp có khối lượng bằng 56% so với mặt trời của chúng ta, nhưng lại có mật độ dày đặc, với đường kính khoảng 1,5 lần Trái đất.
“Đó là một cặp sao già, một trong hai ngôi sao sẽ tiếp tục tồn tại - khi các ngôi sao chết vì già, chúng trở thành sao lùn trắng - sau đó sao lùn trắng này lại bắt đầu ‘ăn’ bạn đồng hành của nó”, nhà vật lý thiên văn Kevin Burdge của Viện Công nghệ Massachusetts, tác giả chính của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature tuần này, cho biết.
“Về cơ bản, chúng đã gắn kết với nhau trong 8 tỷ năm theo quỹ đạo nhị phân. Và bây giờ, ngay trước khi ngôi sao thứ hai có thể kết thúc vòng đời của mình để dần dần cặp sao sẽ trở thành loại sao gọi là sao khổng lồ đỏ”, Burdge nói.
Ngôi sao thứ cấp giàu heli
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ Đài quan sát Palomar ở California và kính thiên văn ở Hawaii và quần đảo Canary.
Hầu hết các ngôi sao được cấu tạo chủ yếu từ hydro, với lượng heli và các nguyên tố khác ít hơn. Ngôi sao lùn trắng thứ cấp lớn hơn trong số hai ngôi sao trong hệ nhị phân này - đã già đi - thì giàu heli một cách bất thường, không chỉ bởi vì người bạn đồng hành của nó đã ‘hút' hydro từ các lớp bên ngoài của nó, mà còn bởi vì nó có rất nhiều nguyên tố này trong lõi của nó thông qua quá trình nung chảy chậm nguyên tử hydro thành heli trong caldron nhiệt hạch của nó.
Hệ thống nhị phân này định kỳ sáng và mờ đi một phần do ngôi sao lớn hơn đang bị biến dạng vật lý, thành hình giọt nước, chứ không phải hình cầu nữa, bởi do ảnh hưởng của lực hấp dẫn của sao lùn trắng.
Có hơn một nghìn cặp đôi sao ‘biến thiên hồng thủy’ được biết đến, nhưng chỉ có hơn 10 cặp sao có chu kỳ quỹ đạo dưới 75 phút. Mặc dù 51 phút của hệ thống nhị phân này là nhanh, nhưng nó không phải là một kỷ lục khi so sánh với các ngôi sao nhị phân khác. Chu kỳ quỹ đạo nhanh nhất được biết đến trong số các ngôi sao nhị phân chỉ là 5 phút 21 giây, với hai sao lùn trắng quay quanh nhau.
Theo The Epoch Times
