Trong một quá trình không giống như sự lão hóa của con người, hầu hết các ngôi sao bước vào chương cuối của cuộc đời họ có xu hướng co lại, co lại và từ từ chuyển sang màu trắng. Các nhà thiên văn học gọi những vỏ trấu lạnh lẽo, dày đặc này của những ngôi sao lùn trắng hùng mạnh và không giống như con người, thời gian tồn tại của chúng có thể tồn tại hàng tỷ năm.
Vào thời điểm đó, các ngôi sao có khối lượng lớn gấp khoảng một phần mười và tám lần khối lượng mặt trời của chúng ta đốt cháy năng lượng hạt nhân cuối cùng của chúng, trút các lớp bên ngoài rực lửa của chúng và thu nhỏ vào các lõi siêu khối có giá trị khối lượng của một mặt trời vào một hành tinh gói kích cỡ. Trong khi điều này nghe có vẻ như là một kết thúc vô duyên cho một ngôi sao, một nghiên cứu mới được công bố hôm nay (9/1) trên tạp chí Nature cho rằng lùn trắng có thể chỉ là khởi đầu của một biến thái mới tuyệt đẹp.
Trong một nghiên cứu về hơn 15.000 ngôi sao lùn trắng được biết đến xung quanh Dải Ngân hà, một nhóm các nhà thiên văn học từ Đại học Warwick ở Hoa Kỳ đã kết luận rằng các ngôi sao sắp chết không chỉ ló ra khỏi sự tồn tại - đầu tiên chúng biến thành những quả cầu pha lê phát sáng.
"Tất cả các sao lùn trắng sẽ kết tinh tại một số điểm trong quá trình tiến hóa của chúng", tác giả chính của nghiên cứu, ông Dock-Emmanuel Tremblay, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Warwick, cho biết trong một tuyên bố. "Điều này có nghĩa là hàng tỷ sao lùn trắng trong thiên hà của chúng ta đã hoàn thành quá trình và về cơ bản là những quả cầu pha lê trên bầu trời."
Nếu điều đó là chính xác, thì chính mặt trời của Trái đất - cũng như ước tính 97 phần trăm các ngôi sao trong Dải Ngân hà - cũng được định sẵn để kết thúc những ngày của chúng khi những quả cầu pha lê lấp lánh trong vũ trụ.
Gaia trên bầu trời với tinh thể
Trong nghiên cứu mới của họ, Tremblay và các đồng nghiệp đã sử dụng các quan sát từ vệ tinh Gaia của Cơ quan Vũ trụ châu Âu để phân tích độ sáng và màu sắc của khoảng 15.000 sao lùn trắng được biết đến nằm trong vòng 300 năm ánh sáng của Trái đất. Họ thấy rằng có quá nhiều ngôi sao dường như có chung độ sáng và màu sắc, bất kể kích cỡ và độ tuổi của các ngôi sao.
Sự xuất hiện đồng đều của những ngôi sao này cho thấy những người lùn đã đạt đến một giai đoạn nào đó trong quá trình phát triển của họ và một giai đoạn có thể kéo dài hàng tỷ năm. Sử dụng các mô hình tiến hóa sao, các nhà nghiên cứu xác định rằng những ngôi sao lùn này đã đạt đến một giai đoạn mà nhiệt lượng tiềm ẩn được giải phóng khỏi lõi của chúng với số lượng lớn, làm chậm đáng kể quá trình làm mát của chúng. Và khi một sao lùn trắng nguội đi, các tác giả đã viết, chất lỏng nóng chảy ở lõi của nó bắt đầu đông cứng - nói cách khác, ngôi sao bắt đầu chuyển sang dạng tinh thể.
Theo Tremblay, nghiên cứu này cung cấp "bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho thấy sao lùn trắng kết tinh", cuối cùng ủng hộ một giả thuyết đầu tiên được đưa ra bởi các nhà khoa học cách đây 50 năm. Nếu những phát hiện này thực sự chính xác, họ có thể cho các nhà khoa học lý do để suy nghĩ lại về cách họ đã hẹn hò với các thiên thể. Bởi vì có thể mất một ngôi sao hàng tỷ năm để đạt được trạng thái sao lùn trắng, các nhà thiên văn học thường sử dụng những chính khách cao tuổi này để đưa ra các phạm vi ngày cho các thiên hà và các thiên thể khác trong khu vực của một người lùn nhất định.
Tuy nhiên, theo nghiên cứu mới, nhiệt lượng tỏa ra trong giai đoạn kết tinh của sao lùn trắng có thể làm chậm quá trình làm mát của ngôi sao tới 2 tỷ năm. Nếu đó là trường hợp, sao lùn trắng được biết đến có thể già hơn hàng tỷ năm so với suy nghĩ. Điều này làm phức tạp một niên đại đã bí ẩn; các nhà khoa học không chắc chắn chính xác một ngôi sao sắp chết có thể tồn tại một sao lùn trắng trong bao lâu trước khi nó ngừng phát ra ánh sáng và nhiệt hoàn toàn, do đó trở thành thứ mà một số nhà nghiên cứu gọi là "sao lùn đen". Điểm cuối lý thuyết về sự tiến hóa của sao này chưa bao giờ được quan sát, vì các nhà khoa học nghĩ rằng nó có thể mất một phần tư năm sao để đạt đến trạng thái này. Ở độ tuổi 13,8 tỷ năm tuổi, vũ trụ của chúng ta còn quá trẻ để đón những mặt trời già như vậy.
Nghiên cứu sâu hơn là cần thiết cho các nhà khoa học để hiểu rõ hơn về sự sống và cái chết của các ngôi sao, và trau dồi phương pháp hẹn hò vũ trụ của họ. May mắn thay, nhờ các quan sát sâu rộng của vệ tinh Gaia, có một số lượng sao lùn trắng nổi tiếng chưa từng thấy chỉ muốn chia sẻ những câu chuyện về cuộc sống lâu dài của họ.
"Trước Gaia, chúng tôi có 100 đến 200 sao lùn trắng với khoảng cách và độ sáng chính xác", ông Shimblay nói. "Bây giờ, chúng tôi có 200.000."
