Tác giả: Mạc Tâm Hải
[ChanhKien.org]
Kính viễn vọng không gian Hubble ghi lại một cảnh tượng ngoạn mục của sao R Aquarii. (Ảnh: NASA, ESA, Matthias Stute, Margarita Karovska, Davide De Martin (ESA/Hubble), Mahdi Zamani (ESA/Hubble))
Kính viễn vọng không gian Hubble của NASA đã cung cấp một cận cảnh ngoạn mục và rực rỡ về một trong những ngôi sao náo động nhất trong thiên hà của chúng ta, đang dệt nên một hình xoắn ốc khổng lồ giữa các ngôi sao.
Nằm cách Trái Đất khoảng 700 năm ánh sáng, hệ sao đôi có tên R Aquarii thường xuyên xảy ra những vụ phun trào dữ dội, thổi tung những dải khí lấp lánh khổng lồ. Những dòng chảy xoắn vặn từ các ngôi sao khiến khu vực này trông giống như một vòi phun nước đang hoạt động điên cuồng. Cảnh tượng này mô tả một cách sống động cách vũ trụ tái phân phối vật chất từ năng lượng hạt nhân vốn hình thành nên các ngôi sao sâu bên trong và sau đó phóng ngược trở lại vào không gian.
R Aquarii thuộc nhóm sao đôi được gọi là các sao cộng sinh (symbiotic stars). Ngôi sao chính là một sao khổng lồ đỏ già cỗi, còn sao đồng hành là một sao đặc đã tắt, hay còn gọi là sao lùn trắng. Ngôi sao đỏ chính khổng lồ là một loại sao Mira biến quang, lớn hơn gấp 400 lần Mặt Trời của chúng ta. Ngôi sao quái vật phình to này dao động theo chu kỳ, thay đổi nhiệt độ và độ sáng với biên độ gấp 750 lần trong khoảng thời gian 390 ngày. Khi đạt cực đại, ngôi sao này rực sáng với độ sáng gấp 5.000 lần Mặt Trời của chúng ta.
Khi sao lùn trắng tiến gần nhất đến sao đỏ khổng lồ trong chu kỳ quỹ đạo 44 năm của nó, nó sẽ hút khí hydro từ ngôi sao đỏ khổng lồ theo lực hấp dẫn. Lượng vật chất này tích tụ trên bề mặt sao lùn trắng cho tới khi xảy ra phản ứng nhiệt hạch tự phát, khiến bề mặt ngôi sao phát nổ như một quả bom hydro khổng lồ. Sau vụ nổ, chu kỳ tiếp nhiên liệu và bùng nổ lại bắt đầu một lần nữa.
Vụ nổ này phóng ra những dải vật chất giống như vòi phun nước, bắn tung tóe từ lõi trung tâm, tạo thành những vòng xoắn và vệt kỳ lạ khi plasma trào ra thành các dòng tia sáng. Plasma bị xoắn lại dưới tác động của vụ nổ, được dẫn hướng lên trên và ra ngoài bởi các từ trường mạnh. Dòng vật chất thoát ra dường như uốn cong trở lại chính nó, tạo thành một hình xoắn ốc. Plasma đang phóng vào không gian với tốc độ một triệu dặm mỗi giờ – đủ nhanh để bay từ Trái Đất đến Mặt Trăng trong vòng 15 phút! Các dải khí phát sáng trong vùng ánh sáng có thể nhìn thấy được vì chúng được gia cường bởi bức xạ dữ dội phát ra từ cặp sao này.
Kính thiên văn Hubble lần đầu quan sát được ngôi sao này vào năm 1990. R Aquarii khi đó được phân giải thành hai ngôi sao rất sáng, cách nhau khoảng 1,6 tỉ dặm. Hiện nay, nhóm nghiên cứu ESA/Hubble đã thực hiện một đoạn phim tua nhanh độc đáo về sự vận động đầy kịch tích của sao R Aquarii, dựa trên các quan sát kéo dài từ năm 2014 đến 2023. Trong năm bức ảnh có thể thấy rõ sự tiến hóa nhanh chóng và đầy kịch tích của hệ sao đôi này và tinh vân bao quanh chúng. Độ sáng của hệ sao đôi này thay đổi, lúc mờ lúc sáng, do những dao động mạnh mẽ từ sao khổng lồ đỏ.
Video này gồm năm khung hình được ghi lại trong khoảng thời gian từ năm 2014 đến 2023 của hệ sao R Aquarii. Các khung hình cho thấy độ sáng của cặp sao đôi trung tâm thay đổi theo thời gian do những dao động mạnh trong ngôi sao khổng lồ đỏ. Các cấu trúc ở trung tâm xoắn ốc lan rộng ra ngoài do tương tác với vật chất đã bị phóng ra trước đó từ hệ sao đôi. Đoạn tua nhanh thời gian này làm nổi bật giá trị của các quan sát quang học có độ phân giải cao từ kính Hubble trong việc nghiên cứu vũ trụ luôn biến đổi – lĩnh vực được gọi là thiên văn học theo thời gian (time-domain astronomy). (Video: NASA, ESA, Matthias Stute, Margarita Karovska, Davide De Martin, Mahdi Zamani, N. Bartmann (ESA/Hubble))
Ngay cả theo chuẩn mực của thiên văn học, quy mô của hiện tượng này cũng là phi thường. Vật chất được phóng vào không gian có thể được phát hiện ở khoảng cách ít nhất 248 tỉ dặm từ các ngôi sao, tức gấp 24 lần đường kính hệ mặt trời của chúng ta. Những hình ảnh như thế này và nhiều hình ảnh khác từ kính thiên văn Hubble được kỳ vọng sẽ làm thay đổi cách nhìn của chúng ta về những “núi lửa sao” đặc biệt như R Aquarii.
Kính thiên văn không gian Hubble đã được vận hành hơn ba thập kỷ và tiếp tục mang đến các phát hiện ngoạn mục, giúp định hướng những hiểu biết cơ bản của chúng ta về vũ trụ. Kính Hubble là một dự án hợp tác xuyên quốc gia giữa NASA và ESA (Cơ quan vũ trụ Châu Âu). Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA tại Greenbelt, tiểu bang Maryland, Mỹ, chịu trách nhiệm quản lý kính viễn vọng này và các hoạt động của sứ mệnh không gian. Công ty Lockheed Martin Space, có trụ sở tại Denver, tiểu bang Colorado, Mỹ, cũng hỗ trợ các hoạt động của sứ mệnh tại Goddard. Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (Space Telescope Science Institute) ở Baltimore, tiểu bang Maryland – do Hiệp hội các trường Đại học Nghiên cứu Thiên văn (Association of Universities for Research in Astronomy) điều hành – đảm nhiệm các hoạt động khoa học của Hubble cho NASA.
Dịch từ: