Một siêu tân tinh đang hình thành gần Trái Đất: Hệ sao đôi cách chúng ta chỉ 150 năm ánh sáng sẽ phát nổ trong tương lai!

Một phát hiện mới đầy ấn tượng từ các nhà thiên văn học tại Đại học Warwick đang khiến cộng đồng khoa học dậy sóng: một hệ sao đôi cực hiếm, gồm hai sao lùn trắng khổng lồ đang quay quanh nhau trong một quỹ đạo xoắn ốc và tiến dần đến một vụ nổ vũ trụ mang tính tất yếu – một siêu tân tinh loại Ia.

Điều đặc biệt là hệ sao này chỉ cách Trái Đất khoảng 150 năm ánh sáng, một khoảng cách được xem là rất gần trong thước đo thiên văn và hiện đang thu hút sự quan tâm sâu sắc từ các nhà nghiên cứu khắp thế giới.

Siêu tân tinh loại Ia là một trong những hiện tượng mãnh liệt và rực rỡ nhất trong vũ trụ. Chúng không chỉ mang giá trị nghiên cứu về vật lý thiên văn học, mà còn đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc đo lường khoảng cách vũ trụ.

Bởi vì độ sáng cực đại của siêu tân tinh loại Ia rất ổn định, các nhà khoa học có thể dùng chúng như “ngọn nến chuẩn”, từ đó tính toán được vị trí và khoảng cách tương đối giữa các thiên thể trong không gian rộng lớn.

Hiện tượng này diễn ra khi một sao lùn trắng (lõi dày đặc còn sót lại sau cái chết của một ngôi sao cỡ trung bình) vượt qua giới hạn Chandrasekhar, tương đương khoảng 1,4 lần khối lượng của Mặt Trời, khiến nó không còn duy trì được trạng thái ổn định và phát nổ.

Thông thường, để một sao lùn trắng vượt qua rào cản về khối lượng này, nó cần hấp thụ thêm vật chất từ một ngôi sao đồng hành hoặc hợp nhất với một sao lùn trắng khác trong một hệ sao đôi.

Đó cũng chính là kịch bản đang được tái hiện trong hệ sao mới được phát hiện, nơi hai sao lùn trắng khổng lồ đang xoay quanh nhau với chu kỳ chỉ hơn 14 giờ và tiến gần dần về phía nhau do ảnh hưởng của sóng hấp dẫn.

Tổng khối lượng của hai thiên thể này lên đến 1,56 lần khối lượng Mặt Trời, con số vượt qua giới hạn an toàn cho một sao lùn trắng đơn lẻ và gần như đảm bảo một vụ nổ siêu tân tinh sẽ xảy ra trong tương lai.

Tiến sĩ James Munday, một nhà nghiên cứu tại Đại học Warwick, người đứng đầu nhóm phát hiện hệ sao đặc biệt này, cho biết: “Một hệ sao đôi lùn trắng khổng lồ, nằm trong khu vực lân cận vũ trụ của chúng ta, đã được dự đoán từ lâu. Vì vậy, khi chúng tôi lần đầu xác nhận được sự tồn tại của một hệ sao có tổng khối lượng lớn như vậy gần Ngân Hà, tôi đã không giấu được sự phấn khích”.

Tuy nhiên, ông cũng nhanh chóng trấn an công chúng rằng, mặc dù hệ sao này nằm ở khoảng cách thiên văn gần tương đối, vụ nổ siêu tân tinh sẽ không xảy ra trong hàng tỷ năm tới, cụ thể là vào khoảng 23 tỷ năm trong tương lai.

Lúc đó, Mặt Trời của chúng ta có lẽ đã cạn kiệt nhiên liệu và kết thúc vòng đời của nó từ rất lâu. Đồng thời, kể cả khi vụ nổ xảy ra, nó cũng sẽ không gây nguy hiểm cho Trái Đất, bởi khoảng cách 150 năm ánh sáng là đủ để bảo vệ hành tinh chúng ta khỏi những tác động nguy hiểm của bức xạ và sóng xung kích.

Điểm đặc biệt của vụ nổ siêu tân tinh trong hệ sao này chính là quá trình "bốn vụ nổ" mà nó sẽ trải qua. Khi vật chất tích tụ đến mức giới hạn, lớp vỏ của sao lùn trắng sẽ phát nổ trước tiên.

Điều này tạo ra một chuỗi phản ứng dây chuyền, kích hoạt vụ nổ thứ hai tại lõi của ngôi sao, tiếp đó là sự va chạm mạnh mẽ với sao lùn trắng còn lại trong hệ sao, tạo ra vụ nổ thứ ba và cuối cùng là vụ nổ thứ tư phá hủy hoàn toàn cả hai ngôi sao.

Theo các nhà khoa học, tổng năng lượng phát ra từ sự kiện này sẽ lớn hơn hàng nghìn tỷ lần năng lượng của quả bom hạt nhân mạnh nhất từng được chế tạo bởi con người.

Trước thời khắc xảy ra siêu tân tinh, hành trình của hai ngôi sao lùn trắng sẽ ngày càng trở nên mãnh liệt. Trong hàng tỷ năm tiếp theo, sóng hấp dẫn phát ra từ hệ sao sẽ khiến hai ngôi sao tiến gần nhau hơn theo hình xoắn ốc, rút ngắn chu kỳ quỹ đạo từ hơn 14 giờ xuống còn khoảng 30 đến 40 giây trong giai đoạn cuối.

Khi ấy, hai thiên thể sẽ xoay quanh nhau với tốc độ đáng kinh ngạc, tạo ra một trong những cảnh tượng ngoạn mục nhất từng thấy trong vũ trụ.

Nếu khi đó Trái Đất (hoặc hậu duệ của nó) vẫn còn tồn tại và có khả năng quan sát vũ trụ, sự kiện siêu tân tinh này sẽ là một điểm sáng rực rỡ trên bầu trời đêm. Các nhà thiên văn học ước tính rằng ánh sáng từ vụ nổ sẽ sáng hơn Mặt Trăng tròn gấp mười lần, và sáng hơn Sao Mộc, hành tinh sáng nhất sau Mặt Trời và Mặt Trăng đến 200.000 lần vào thời điểm cực đại.

Sau đó, siêu tân tinh sẽ biến bầu trời đêm thành một sân khấu rực rỡ ánh sáng, một sự kiện có thể được ghi nhận dễ dàng bằng mắt thường và lưu lại dấu ấn hàng triệu năm trong không gian.

Dù khoảng thời gian dẫn đến vụ nổ còn rất xa vời so với quy mô đời sống con người, phát hiện này vẫn mang lại giá trị khoa học to lớn. Nó không chỉ củng cố lý thuyết về sự tiến hóa và vận động của các hệ sao lùn trắng, mà còn mở ra thêm nhiều cơ hội để các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về bản chất của các siêu tân tinh loại Ia, yếu tố then chốt để vẽ nên bản đồ vũ trụ và giải mã bí ẩn về sự giãn nở của không gian.