Lần đầu tiên, các nhà thiên văn quan sát thấy một vũ điệu xoáy được trình diễn bởi hai ngôi sao đang xâm thực nhau để tạo thành một ngôi sao duy nhất. Các quan sát từ năm 2001 đến năm 2008 đã mang lại giải pháp cho vấn đề các hồng tân tinh (red novae) hiếm hoi hình thành như thế nào.
Hồng tân tinh V838 Monocerotis với độ sáng vượt trội so với các đối thủ khác.
(Ảnh: NASA/ESA/H. E. Bond (STScl))
Hầu hết các tân tinh (sao mới) có màu xanh và hình thành từ một vụ nổ sao lùn trắng. Trong khi việc tạo ra các hồng tân tinh vẫn còn là một bí ẩn.
Một hồng tân tinh được biết đến nhiều nhất được phát hiện vào tháng 2 năm 2002, nằm ở rìa của đĩa thiên hà mà chúng ta đang sinh sống. Với tên gọi V838 Monocerotis, nó chiếu sáng hơn bất cứ tân tinh thông thường nào khác - tại đỉnh sáng, nó đánh bại tất cả các ngôi sao sáng nhất hiện có trong Ngân hà.
Vào tháng 9 năm 2008, hồng tân tinh V1309 Scorpii xuất hiện trong dải Ngân hà. May mắn thay, nó nằm ở khu vực bầu trời được quan sát bởi OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), đây là một chương trình của Ba lan sử dụng dữ liệu từ một kính thiên văn đặt tại đài quan sát Las Campanas ở Chilê nhằm tìm kiếm các dấu hiệu của vật chất tối và các hành tinh. Khi xem xét kết quả, nhóm nghiên cứu đã tình cờ thấy được quá trình hình thành của hồng tân tinh này.
"Vật chất rất kỳ lạ," nhà thiên văn Romuald Tylenda cho biết, ông hiện làm việc tại Trung tâm thiên văn Nicolaus Copernicus ở Toruń, Ba lan. "Tôi chưa hề mong đợi quá nhiều kết quả quan sát ngay trước một vụ phun trào như vậy." Từ năm 2001 đến năm 2008, nhóm OGLE đã quan sát một tiền sao với độ tập trung cao, 1 340 lần. Trong một bài báo đăng tải trên tạp chí Thiên văn và thiên văn vật lý, Tylenda và các đồng sự cho biết hồng tân tinh được tạo thành từ một vụ trộn của một hệ thống sao đôi được biết đến với tên gọi sao đôi tiếp xúc.
Viên kẹo sặc sỡ
Một sao đôi tiếp xúc gồm hai ngôi sao quay quanh nhau, chúng gần đến độ tiếp xúc nhau. Nếu nhìn từ một hành tinh, nó sẽ giống như một viên kẹo sặc sỡ. Mặc dù chúng trông có vẽ kỳ lạ, nhưng những sao đôi tiếp xúc khá phổ biến, mà gần nhất là sao đôi 44 Boötis B, chỉ cách Trái đất 41 năm ánh sáng.
Vì chúng quá gần nhau nên trong khi tiếp tục chuyển động theo quỹ đạo elip quấn vào nhau, độ sáng mà chúng ta quan sát thấy sẽ liên tục thay đổi. Điều này cho phép Tylenda và các cộng sự của ông lần ra đặc tính tự nhiên của V1309 Scorpii, ở khoảng cách một vạn năm ánh sáng từ Trái đất.
Trước vụ nổ, hai ngôi sao vần vũ quanh nhau mỗi vòng hết 1,4 ngày. Khi chúng xoáy vào nhau, khoảng thời gian này ngắn dần cho đến khi các sao trộn lẫn và nổ tung, đẩy độ sáng của chúng lên một vạn lần. Tylenda và các cộng sự ước tính khối lượng của ngôi sao lớn hơn trong chúng vào cỡ Mặt trời. Các quan sát hiện nay cho thấy, hệ thống này đã trở thành duy nhất (đã hợp nhất xong thành một sao).
"Đây chắc chắn là một khám phá thú vị," Howard Bond cho biết, ông là nhà thiên văn làm việc tại Viện khoa học không gian sử dụng kính thiên văn ở Baltimore, Maryland và không thuộc nhóm nghiên cứu. Tuy nhiên, Bond cũng cảnh báo quá trình như vậy không thể giải thích sự hình thành của các hồng tân tinh khác.
Nhưng Tylenda lại không đồng quan điểm: "Tôi nghĩ rằng hầu hết các hồng tân tinh là những vụ sáp nhập." Chi tiết hơn, ông lý luận rằng hồng tân tinh được biết đến nhiều nhất hiện nay, V838 Monocerotis là kết quả của một vụ sáp nhập như vậy. Vụ nổ đó có năng lượng lớn hơn nhiều so với V1309 Scorpii, cho thấy nó cũng có khối lượng lớn hơn.
Dấu hiệu quan sát đầu tiên về các sao đôi tiếp xúc sáp nhập vào nhau là vào năm 1981, khi nhà thiên văn người Mỹ Bernard Bopp và Robert Stencel phát hiện một ngôi sao khổng lồ quay nhanh có tên FK Comae Berenices là một hệ sao đôi tiếp xúc đang sáp nhập vào nhau và trở thành một sao duy nhất. Các ngôi sao khổng lồ thường quay chậm. Nhưng khi một sao đôi tiếp xúc sáp nhập, momen quay của ngôi sao hợp nhất này sẽ tăng lên.
Shrinivas Kulkarni, nhà thiên văn tại Viện công nghệ California ở Pasadena, mô tả phát hiện của Tylenda và các cộng sự như "một sự kinh ngạc". "Chúng là bí ẩn trong một thời gian dài. Khám phá này làm một bước tiến lớn, rất lớn."
Tác giả: Ken Croswell
Theo Nature.com
