Tín dụng hình ảnh: ESO
Đài thiên văn Nam châu Âu đã công bố những hình ảnh mới về một ngôi sao tương đối gần đó, Eta Carina, có thể đang ở giai đoạn cuối của cuộc đời và có thể phát nổ như một siêu tân tinh trong tương lai gần (nói về thiên văn học) - trong vòng 10-20.000 năm tới hoặc là. Ngôi sao cách xa 7.500 năm ánh sáng, gấp 100 lần khối lượng Mặt trời và là vật thể phát sáng nhất trong Dải ngân hà. Kể từ năm 1841, nó đã tạo ra một tinh vân tuyệt đẹp xung quanh mình bằng cách liên tục bong ra các lớp bên ngoài trong khi nó quay nhanh. Bằng cách xem Eta Carina thay đổi như thế nào, các nhà thiên văn học sẽ có được những hiểu biết quý giá về giai đoạn cuối cùng của cuộc đời ngôi sao siêu lớn.
Kể từ năm 1841, khi ngôi sao phía nam vô cảm Eta Carinae trải qua một vụ nổ ngoạn mục, các nhà thiên văn học đã tự hỏi chính xác điều gì đang xảy ra trong ngôi sao khổng lồ không ổn định này. Tuy nhiên, do khoảng cách đáng kể của nó - 7.500 năm ánh sáng - chi tiết của chính ngôi sao đã vượt quá tầm quan sát.
Ngôi sao này được biết đến được bao quanh bởi Tinh vân Homunculus, hai đám mây hình nấm bị ngôi sao đẩy ra, mỗi đám mây lớn hơn hệ mặt trời của chúng ta hàng trăm lần.
Bây giờ, lần đầu tiên, giao thoa hồng ngoại với thiết bị VINCI trên Máy đo giao thoa kính thiên văn cực lớn ESO (ESTI) đã cho phép một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế [1] phóng to phần bên trong của gió sao. Đối với Roy van Boekel, trưởng nhóm, những kết quả này chỉ ra rằng gió của Eta Carinae trở nên cực kỳ dài và bản thân ngôi sao rất không ổn định vì tốc độ quay nhanh.
Một con quái vật trên bầu trời phía nam
Eta Carinae, ngôi sao sáng nhất được biết đến trong Thiên hà của chúng ta, theo tất cả các tiêu chuẩn là một con quái vật thực sự: nó to gấp 100 lần Mặt trời của chúng ta và 5 triệu lần phát sáng. Ngôi sao này hiện đã bước vào giai đoạn cuối cùng của cuộc đời và rất bất ổn. Nó trải qua các vụ nổ lớn theo thời gian; một trong những lần gần đây nhất xảy ra vào năm 1841 và tạo ra tinh vân lưỡng cực tuyệt đẹp được gọi là Tinh vân Homunculus (xem ESO PR Photo 32a / 03). Vào thời điểm đó, và mặc dù khoảng cách tương đối lớn - 7.500 năm ánh sáng - Eta Carinae nhanh chóng trở thành ngôi sao sáng thứ hai trên bầu trời đêm, chỉ vượt qua Sirius.
Eta Carinae lớn đến mức, nếu được đặt trong hệ mặt trời của chúng ta, nó sẽ vượt ra ngoài quỹ đạo của Sao Mộc. Kích thước lớn này, mặc dù, có phần tùy ý. Các lớp bên ngoài của nó liên tục bị thổi vào không gian bởi áp suất bức xạ - tác động của các photon lên các nguyên tử khí. Nhiều ngôi sao, bao gồm cả Mặt trời của chúng ta, mất khối lượng vì những cơn gió sao đó, và trong trường hợp của Eta Carinae, tổn thất khối lượng rất lớn (khoảng 500 khối lượng Trái đất một năm) và rất khó xác định biên giới giữa lớp ngoài của ngôi sao và vùng gió sao xung quanh.
Giờ đây, lần đầu tiên, VINCI và NAOS-CONICA, hai di tích nhạy cảm với hồng ngoại trên Kính thiên văn rất lớn (VLT) của ESO tại Đài thiên văn Paranal (Chile), đã lần đầu tiên phát hiện hình dạng của vùng gió sao. Nhìn xuống gió sao càng xa càng tốt, các nhà thiên văn học có thể suy ra một số cấu trúc của vật thể bí ẩn này.
Nhóm nhà thiên văn học [1] lần đầu tiên sử dụng máy ảnh quang học thích nghi NAOS-CONICA [2], gắn với kính viễn vọng VLT YEPUN 8.2 m, để chụp ảnh môi trường xung quanh mờ của Eta Carinae, với độ phân giải không gian tương đương với kích thước của hệ mặt trời , xem Ảnh PR 32a / 03.
Hình ảnh này cho thấy khu vực trung tâm của tinh vân Homunculus bị chi phối bởi một vật thể được xem là nguồn sáng giống như điểm với nhiều đốm sáng lấp lánh trên vùng lân cận.
Hướng tới giới hạn
Để có được cái nhìn sắc nét hơn nữa, các nhà thiên văn học sau đó đã chuyển sang giao thoa kế. Kỹ thuật này kết hợp hai hoặc nhiều kính thiên văn để đạt được độ phân giải góc [3] bằng với kính thiên văn lớn bằng cách tách các kính thiên văn riêng lẻ (xem ESO PR 06/01 và ESO PR 23/01).
Đối với nghiên cứu về ngôi sao khá sáng Eta Carinae, không cần toàn bộ sức mạnh của kính thiên văn VLT 8.2 m. Do đó, các nhà thiên văn học đã sử dụng VINCI, Thiết bị chạy thử nghiệm INterferometer VLT [4], cùng với hai kính viễn vọng kiểm tra siderter 35 cm phục vụ để có được ánh sáng đầu tiên với đèn giao thoa kế VLT vào tháng 3 năm 2001 (xem ESO PR 06/01).
Các siderostats được đặt tại các vị trí được chọn trên Nền tảng quan sát VLT ở đầu Paranal để cung cấp các cấu hình khác nhau và đường cơ sở tối đa là 62 mét. Trong nhiều đêm, hai kính viễn vọng nhỏ được chĩa về phía Eta Carinae và hai chùm ánh sáng được hướng vào một tiêu điểm chung trong dụng cụ thử nghiệm VINCI trong Phòng thí nghiệm Giao thoa kế VLT đặt ở trung tâm. Sau đó, có thể đo kích thước góc của ngôi sao (như nhìn thấy trên bầu trời) theo các hướng khác nhau.
Đẩy độ phân giải không gian của cấu hình này đến giới hạn, các nhà thiên văn học đã thành công trong việc giải quyết hình dạng của lớp ngoài của Eta Carinae. Họ có thể cung cấp thông tin không gian trên thang đo 0,005 arcsec, tức là khoảng 11 AU (1650 triệu km) ở khoảng cách Eta Carinae, tương ứng với kích thước đầy đủ của quỹ đạo của Sao Mộc.
Thu nhỏ xuống kích thước trên mặt đất, thành tích này so sánh với việc phân biệt giữa một quả trứng và quả bóng bi-a ở khoảng cách 2.000 km.
Một hình dạng khác thường nhất
Các quan sát VLTI đã mang đến cho các nhà thiên văn học một bất ngờ. Họ chỉ ra rằng gió xung quanh Eta Carinae có độ giãn dài đáng kinh ngạc: một trục dài hơn một lần rưỡi so với trục kia! Ngoài ra, trục dài hơn được tìm thấy thẳng hàng với hướng trong đó các đám mây hình nấm lớn hơn nhiều (nhìn thấy trên hình ảnh kém sắc hơn) đã bị đẩy ra.
Kéo dài một tỷ lệ từ 10 đến 20-30.000 AU, bản thân ngôi sao và Tinh vân Homunculus được sắp xếp chặt chẽ trong không gian.
VINCI đã có thể phát hiện ranh giới nơi gió sao từ Eta Carinae trở nên dày đặc đến mức không còn trong suốt. Rõ ràng, gió sao này mạnh hơn theo hướng của trục dài so với trục ngắn.
Theo lý thuyết chính thống, các ngôi sao mất phần lớn khối lượng xung quanh đường xích đạo của chúng. Điều này là do đây là nơi mà gió sao được hỗ trợ nâng đỡ khỏi lực ly tâm do lực quay ly tâm gây ra. Tuy nhiên, nếu điều này là như vậy trong trường hợp của Eta Carinae, trục quay (thông qua các cực sao) sẽ vuông góc với cả hai đám mây hình nấm. Nhưng hầu như không thể là những đám mây hình nấm được định vị như nan hoa trong một bánh xe, so với ngôi sao đang quay. Vật chất được đẩy ra vào năm 1841 sau đó sẽ được kéo dài thành một vòng hoặc hình xuyến.
Đối với Roy van Boekel, thì bức tranh tổng thể hiện tại chỉ có ý nghĩa nếu cơn gió sao của Eta Carinae bị kéo dài theo hướng cực của nó. Đây là một sự đảo ngược đáng ngạc nhiên của tình huống thông thường, nơi các ngôi sao (và các hành tinh) bị san phẳng ở hai cực do lực ly tâm.
Siêu tân tinh tiếp theo?
Một hình dạng kỳ lạ như vậy đối với các ngôi sao kiểu Eta Carinae đã được các nhà lý thuyết dự đoán. Giả định chính là bản thân ngôi sao, nằm sâu bên trong gió sao của nó, bị làm phẳng ở hai cực vì lý do thông thường. Tuy nhiên, khi các vùng cực của khu vực trung tâm này sau đó gần trung tâm nơi diễn ra quá trình tổng hợp hạt nhân, chúng sẽ nóng hơn. Do đó, áp suất bức xạ theo các hướng cực sẽ cao hơn và các lớp bên ngoài phía trên các vùng cực của khu vực trung tâm sẽ nhận được nhiều hơn nữa, thổi phồng lên so với các lớp bên ngoài ở xích đạo.
Giả sử mô hình này là chính xác, có thể tính toán vòng quay của Eta Carinae. Nó chỉ ra rằng nó nên quay với tốc độ tối đa hơn 90 phần trăm tốc độ tối đa có thể (trước khi chia tay).
Eta Carinae đã trải qua những vụ nổ lớn khác với năm 1841, gần đây nhất là vào khoảng năm 1890. Liệu một vụ nổ khác sẽ xảy ra một lần nữa trong tương lai gần hay không, nhưng chắc chắn rằng ngôi sao khổng lồ không ổn định này sẽ không lắng xuống.
Hiện tại, nó đang mất rất nhiều khối lượng nhanh đến mức không còn gì của nó sau chưa đầy 100.000 năm. Tuy nhiên, nhiều khả năng, Eta Carinae sẽ tự hủy diệt từ lâu trước đó trong vụ nổ siêu tân tinh có thể nhìn thấy trên bầu trời ban ngày bằng mắt thường. Điều này có thể xảy ra ngay sau đó trên phạm vi thời gian thiên văn, có lẽ đã trong vòng 10-20.000 năm tới.
Nguồn gốc: ESO News Release
