Phát hiện loại sao mới được bao phủ bởi tro bụi từ khí helium đốt cháy

Hai ngôi sao lùn trắng trong quá trình hợp nhất sao. Ảnh minh họa: NASA

Nghiên cứu do Giáo sư Klaus Werner thuộc Đại học Tübingen (Đức) làm chủ nhiệm vừa được được công bố trên tạp chí khoa học hằng tháng về thiên văn học và vật lý thiên văn của Nhà xuất bản Đại học Oxford. Nghiên cứu cho thấy những ngôi sao mới do nhóm nghiên cứu phát hiện có bề mặt được bao phủ bởi carbon, oxy và tro của quá trình đốt cháy khí helium,  trong khi các ngôi sao thông thường có bề mặt cấu thành từ khí hydro và helium.

Điều khó lý giải là nhiệt độ và bán kính ở các ngôi sao mới này cho thấy chúng vẫn đang đốt cháy helium ở trong lõi của chúng - một đặc tính thường thấy ở các ngôi sao có mức độ tiến hóa hơn các ngôi sao trước đây mà nhóm tác giả từng quan sát.

Cùng với công trình nghiên cứu của giáo sư Werner, một báo cáo nghiên cứu thứ hai do nhóm các nhà thiên văn học từ Đại học La Plata (Argentina) và Viện Vật lý thiên văn Max Planck (Đức) thực hiện đã đưa ra lời giải thích khả thi cho sự hình thành của những ngôi sao mới này.

Tiến sĩ Miller Bertolami thuộc Đại học La Plata, tác giả chính của báo cáo thứ hai, cho biết nhóm của ông tin rằng các ngôi sao do các nhà khoa học Đức phát hiện có thể đã hình thành từ một sự kiện hợp nhất sao rất hiếm gặp giữa hai ngôi sao lùn trắng. Sao lùn trắng là loại thiên thể được tạo ra khi các ngôi sao có khối lượng thấp và trung bình đã "chết", có nghĩa là đã tiêu thụ hết nhiên liệu phản ứng hạt nhân bên trong lõi (tất cả hydro chuyển hóa thành helium).

Các vụ hợp nhất sao lâu này được cho là sự kiện xảy ra giữa các sao lùn trắng trong các hệ sao nhị phân gần nhau khi quỹ đạo của chúng bị thu hẹp bởi sóng hấp dẫn.

Theo ông Miller Bertolami, thông thường, sự hợp nhất sao lùn trắng không dẫn đến sự hình thành các ngôi sao giàu carbon và oxy. Tuy nhiên, nhóm của ông tin rằng đối với các hệ sao nhị phân được hình thành với khối lượng cụ thể, một ngôi sao lùn trắng giàu carbon và oxy mới có thể bị phá vỡ và kết thúc trên đỉnh của một ngôi sao giàu helium, điều này dẫn đến sự hình thành của những ngôi sao mới đặc biệt trên.

Mặc dù vậy, chưa có mô hình tiến hóa sao nào hiện nay có thể lý giải đầy đủ những ngôi sao mới được phát hiện. Các nhà nghiên cứu cần những mô hình tinh chỉnh để đánh giá có thực sự xảy ra các vụ sáp nhập sao hay không. Những mô hình này không chỉ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về những ngôi sao mới, mà còn mang đến cái nhìn sâu sắc hơn về sự phát triển muộn của hệ sao nhị nhân và cách thức các ngôi sao trao đổi khối lượng trong quá trình tiến hóa. Do vậy, nguồn gốc của các ngôi sao được bao phủ bởi helium sẽ vẫn là vấn đề gây tranh luận cho đến khi các mô hình tiến hóa sao mới được phát triển.

Giáo sư Werner cho biết nhóm nghiên cứu hy vọng bề mặt của những ngôi sao mới này đã hoàn thành xong quá trình đốt cháy helium trong lõi của chúng và đang dần trở thành những ngôi sao lùn trắng. Giáo sư nhấn mạnh: “Những ngôi sao mới đã đặt ra thách thức lớn đối con người trong quá trình tìm hiểu sự tiến hóa của các ngôi sao”.