Tinh vân hành tinh là một hiện tượng thiên văn hấp dẫn, ngay cả khi tên này có một chút sai lệch. Thay vì được liên kết với các hành tinh, những vỏ khí và bụi phát sáng này được hình thành khi các ngôi sao bước vào giai đoạn cuối cùng của tuổi thọ và ném ra các lớp bên ngoài. Trong nhiều trường hợp, quá trình này và cấu trúc tiếp theo của tinh vân là kết quả của ngôi sao tương tác với một ngôi sao đồng hành gần đó.
Gần đây, trong khi kiểm tra tinh vân hành tinh M3-1, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã lưu ý một điều khá thú vị. Sau khi quan sát ngôi sao trung tâm tinh vân, thực sự là một hệ nhị phân, họ nhận thấy rằng cặp đôi này có chu kỳ quỹ đạo cực kỳ ngắn - tức là các ngôi sao quay quanh nhau cứ sau 3 giờ 5 phút. Dựa trên hành vi này, cặp đôi có khả năng hợp nhất và kích hoạt một vụ nổ nova.
Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi David Jones của Viện nghiên cứu Astrofisica de Canarias và Đại học de Laguna, đã báo cáo những phát hiện của họ trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia: Thư. Nhóm nghiên cứu bao gồm các thành viên khác của (IAC) cũng như Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO), Trung tâm thiên văn học Nicolaus Copernicus (CAMK), Đài quan sát thiên văn Nam Phi (SAAO) và Đài quan sát thiên văn Astronómico Nacional (OAN-IGN).
Vì lợi ích của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã dựa vào Kính thiên văn công nghệ mới ESO (ESO-NTT), đặt tại Đài thiên văn La Silla ở Chile, để kiểm tra M3-1 trong khoảng thời gian vài năm. Tinh vân hành tinh này nằm trong chòm sao Canis Major, cách Trái đất khoảng 14.000 năm ánh sáng. Trong quá trình này, nhóm nghiên cứu đã phát hiện và nghiên cứu các ngôi sao nhị phân ở trung tâm của tinh vân.
Như Brent Miszalski - một nhà nghiên cứu tại Kính viễn vọng lớn Nam Phi và đồng tác giả của nghiên cứu - đã chỉ ra trong một thông cáo báo chí của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia gần đây, phát hiện này đã xác nhận điều mà nhiều nhà thiên văn học đã nghi ngờ. Chúng tôi biết rằng M3-1 phải tổ chức một ngôi sao nhị phân, ông nói, vì vậy chúng tôi đặt ra việc thu thập các quan sát cần thiết để chứng minh điều này và liên quan đến các tính chất của tinh vân với sự tiến hóa của ngôi sao hoặc ngôi sao hình thành nên nó.
Trong một thời gian, M3-1 đã được coi là một ứng cử viên vững chắc cho một ngôi sao trung tâm nhị phân dựa trên cấu trúc của nó (có các tia và sợi nổi bật biểu thị cho tương tác nhị phân). Tuy nhiên, vì các ngôi sao rất gần nhau, chúng không thể được phân giải tách biệt khỏi mặt đất. Kết quả là, các nhà khoa học đã suy ra sự hiện diện của một ngôi sao thứ hai từ sự biến đổi độ sáng kết hợp của chúng.
Nguyên nhân rõ ràng nhất của các biến thể này là do các ngôi sao định kỳ nhật thực lẫn nhau, điều này sẽ tạo ra sự giảm độ sáng rõ rệt. Như Henri Boffin - một nhà nghiên cứu ESO ở Đức - đã giải thích:
Khi chúng tôi bắt đầu quan sát, rõ ràng hệ thống này là hệ nhị phân. Chúng tôi thấy rằng ngôi sao rõ ràng duy nhất ở trung tâm của tinh vân đang thay đổi độ sáng nhanh chóng và chúng tôi biết rằng điều này phải do sự hiện diện của một ngôi sao đồng hành.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã rất ngạc nhiên khi thấy rằng cặp đôi này có một trong những khoảng thời gian quỹ đạo ngắn nhất (3 giờ 5 phút) của bất kỳ ngôi sao nhị phân nào được phát hiện bên trong một tinh vân cho đến nay. Họ kết luận thêm rằng các ngôi sao rất gần đến nỗi chúng thực sự chạm vào nhau. Do đó, cả hai có khả năng sẽ trải qua một vụ phun trào nova trong tương lai, nơi vật chất được chuyển từ ngôi sao này sang ngôi sao khác, tạo ra một khối quan trọng gây ra vụ nổ nhiệt hạch dữ dội.
Như Paulina Sowicka, một sinh viên tiến sĩ tại Trung tâm Thiên văn học Nicolas Copernicus ở Ba Lan, đã chỉ ra:
Sau các chiến dịch quan sát khác nhau ở Chile, chúng tôi đã có đủ dữ liệu để bắt đầu hiểu các thuộc tính của hai ngôi sao - khối lượng, nhiệt độ và bán kính của chúng. Một điều ngạc nhiên thực sự là hai ngôi sao rất gần nhau và lớn đến mức chúng gần như chạm vào nhau. Một vụ nổ nova có thể diễn ra chỉ sau vài nghìn năm nữa.
Khi hai ngôi sao hợp nhất và kích hoạt vụ nổ nova, hệ thống sẽ tăng độ sáng lên tới một triệu lần, điều này sẽ làm sáng đáng kể tinh vân xung quanh và tạo ra một màn trình diễn ánh sáng đáng kinh ngạc. Hơn nữa, việc phát hiện cặp nhị phân này cũng không phù hợp với suy nghĩ thông thường về cách các ngôi sao nhị phân phát triển trong một tinh vân hành tinh.
Trước đây, các nhà thiên văn học đã làm việc theo giả định rằng các ngôi sao nhị phân tách biệt tốt sau khi hình thành một tinh vân hành tinh. Về cơ bản, người ta đã nghĩ rằng sẽ không đến khi các khí tinh vân mở rộng và tiêu tan (đến mức không thể nhìn thấy nữa) rằng một cặp nhị phân có thể bắt đầu tương tác trở lại, dẫn đến một vụ nổ sáp nhập và nổ nova.
Nhưng với quan sát mới nhất này, lý thuyết đó có thể bị thách thức. Nghiên cứu này cũng được củng cố bởi một vụ nổ nova tương tự (được gọi là Nova Vul 2007) được quan sát bên trong một tinh vân hành tinh vào năm 2007 Như Jone đã giải thích:
Sự kiện năm 2007 đặc biệt khó giải thích. Vào thời điểm hai ngôi sao đủ gần với một ngôi sao mới, vật chất trong tinh vân hành tinh sẽ mở rộng và tiêu tan đến mức nó không còn nhìn thấy được nữa. Trong các ngôi sao trung tâm của M3-1, chúng tôi đã tìm thấy một ứng cử viên khác cho vụ phun trào nova tương tự trong tương lai gần.
Nhìn về phía trước, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ thực hiện các nghiên cứu sâu hơn về M3-1 và các tinh vân khác giống như vậy. Những quan sát này có thể cung cấp cho các nhà thiên văn cái nhìn sâu sắc hơn về các quá trình vật lý và nguồn gốc của một số hiện tượng mạnh nhất trong Vũ trụ. Chúng bao gồm các biến cataclysmic (trong đó một ngôi sao hút vật liệu từ một cái khác) novae, và thậm chí có thể là siêu tân tinh.
