Bí ẩn ngôi sao khổng lồ sáng gấp 2,5 triệu lần Mặt Trời đột nhiên biến mất không để lại dấu vết

Nằm cách Trái Đất khoảng 75 triệu năm ánh sáng trong Thiên hà lùn Kinman, đây là một ngôi sao thuộc loại Sao biến quang xanh siêu khổng lồ (LBV), với độ sáng ước tính gấp 2,5 triệu lần Mặt Trời. Sao biến quang xanh rất hiếm gặp trong vũ trụ và chỉ có một số ít được biết đến hiện nay. Được biết, ngôi sao kỳ lạ nói trên được các nhà thiên văn học quan sát nghiên cứu trong khoảng thời gian từ 2001 đến 2011.

Ảnh dựng 3D của Sao biến quang xanh siêu khổng lồ LBV nằm cách Trái Đất 75 triệu năm ánh sáng tại Thiên hà lùn Kinman, với độ sáng gấp 2,5 triệu lần Mặt Trời. Vì một lý do nào đó, nó đột ngột 'biến mất' khi quan sắt bằng kính viễn vọng vào năm 2019.

Vào năm 2019, các nhà thiên văn học thuộc Đài quan sát miền nam Châu Âu đã sử dụng  Kính thiên văn cực lớn (VLT) để quan sát ngôi sao LBV này nhằm tìm hiểu thêm về việc những ngôi sao khổng lồ sẽ chết như thế nào. 

Tuy nhiên, các nhà khoa học đã rất ngạc nhiên khi không hiểu vì sao, bằng cách nào mà một ngôi sao sáng bậc nhất trong thiên hà bỗng nhiên biến mất một cách bí ẩn. Thậm chí, các nhà khoa học đã dùng nhiều thiết bị quan sát khác nhau để tìm kiếm nhưng vẫn không tìm ra dấu vết ngôi sao kỳ lạ này.  

Thông thường, khi một ngôi sao biến quang xanh siêu khổng lồ hay các ngôi sao có kích thước lớn hơn gấp nhiều lần Mặt Trời đạt đến cuối vòng đời, nó sẽ tạo ra một vụ nổ siêu tân tinh khổng lồ. Với lượng năng lượng tỏa ra cực kỳ lớn, đủ sức chiếu sáng cả thiên hà, những vụ nổ siêu tân tinh có quy mô như vậy rất dễ quan sát, do chúng thường lại để lại vết khí gas ion hóa và lượng bức xạ khổng lồ trải dài khắp mọi hướng ở khoảng cách lên tới vài năm ánh sáng.

Đặc biệt, sau khi vụ nổ siêu tân tinh kết thúc, phần lõi đặc chứa vật liệu còn sót lại từ ngôi sao ‘đã chết’ có thể sụp đổ thành hố đen hoặc tạo thành sao neutron - hai vật thể có lực hấp dẫn cực lớn và bí ẩn nhất trong vũ trụ. Tuy nhiên, ngôi sao LBV lại không để lại bức xạ như vậy. Nó chỉ đơn thuần biến mất một cách bí ẩn.

Tinh vân Con cua - tàn tích của một vụ nổ siêu tân tinh. Với lượng năng lượng tỏa ra đủ sức chiếu sáng cả thiên hà, những vụ nổ siêu tân tinh có quy mô như vậy rất dễ quan sát, do chúng thường lại để lại vết khí gas ion hóa và lượng bức xạ khổng lồ trải dài tới vài năm ánh sáng.

Có thể tạo thành hố đen có khối lượng ước tính gấp 85-120 lần Mặt Trời

Để tìm hiểu kĩ hơn về tung tích của LBV, nhóm nghiên cứu tại Đài quan sát miền nam Châu Âu đã thử xem xét lại những quan sát trước đây về ngôi sao này trong khoảng thời gian từ năm 2002 đến 2009. Họ phát hiện LBV đã trải qua một vụ bùng phát cực mạnh trong suốt 7 năm, tỏa ra lượng lớn vật chất ở tốc độ nhanh hơn nhiều bình thường. Vào cuối vòng đời, những đợt bùng phát như vậy có thể đã xảy ra liên tục nhiều lần, khiến độ sáng của ngôi sao này đạt cực đại. Theo nhóm nghiên cứu, đợt bùng phát cuối cùng của LBV có thể đã diễn ra sau năm 2011.

Điều này có thể lý giải tại sao ngôi sao có vẻ sáng chói trong những lần quan sát ban đầu. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn chưa biết điều gì khiến ngôi sao đột nhiên biến mất. 

Theo một giả thuyết được công bố hôm 30/6 trên tạp chí thiên văn học Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ngôi sao LBV có thể đã mờ đi đáng kể sau một đợt bùng phát. Bên cạnh đó, LBV có thể bị che khuất bởi một đám mây bụi vũ trụ, khiến ngôi sao này trở nên ‘vô hình’ khi quan sát từ Trái Đất. Nếu giả thuyết này là đúng, sao LBV có thể sẽ xuất hiện trở lại trong các lần quan sát trong tương lai.

Vào cuối vòng đời, những ngôi sao biến quang xanh có kích thước khổng lồ thường phát nổ trong vụ nổ siêu tân tinh cực lớn, trước khi sụp đổ thành một sao neutron hay một hố đen.

Trong khi đó, một giả thuyết khác lại cho rằng sao LBV đã không tạo ra một vụ nổ siêu tân tinh như thường thấy. Thay vào đó, nó tự sụp đổ thành một hố đen.

Với khối lượng ước tính trước khi biến mất, ngôi sao LBV có thể biến thành một hố đen nặng gấp 85 - 120 lần Mặt Trời. Nếu giả thuyết này được chứng minh, đây sẽ là sự kiện rất hiếm gặp khi nó thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về cách các ngôi sao khổng lồ ‘qua đời’.

"Chúng ta có thể đã phát hiện một trong những ngôi sao sáng nhất trong vũ trụ chìm vào bóng đêm", Jose Groh, nhà thiên văn học tại Đại học Trinity, Dublin, Ireland, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết. 

"Đây có thể là phát hiện trực tiếp đầu tiên về một ngôi sao khổng lồ kết thúc cuộc đời theo cách kỳ lạ nhất", nhà thiên văn học Andrew Allan, trưởng nhóm nghiên cứu tại Đài quan sát miền nam Châu Âu cho biết.

Tham khảo Live Science