Kỳ quan vũ trụ: Ngôi sao biến quang hiếm hoi phát nổ sáng hơn 2.500 lần

Gần đây, ngày càng nhiều người yêu thích thiên văn đã quan sát thấy quá trình hình thành và biến mất của các ngôi sao diễn ra thường xuyên xung quanh Dải Ngân Hà. Một nhà khoa học nghiệp dư thông qua nền tảng quan sát bầu trời trực tuyến đã phát hiện một ngôi sao có độ sáng gấp 2.500 lần so với trước đây. Sau khi được các nhà thiên văn học chuyên nghiệp xác minh, họ phát hiện ngôi sao này đang trong giai đoạn hiếm gặp gọi là “chu kỳ sao nảy bật”.

Vào đầu tháng 10 năm 2024, một nhà thiên văn nghiệp dư đã sử dụng nền tảng “Kilonova Seekers” và tình cờ phát hiện một ngôi sao có độ sáng tăng gấp 2.500 lần so với 2 ngày trước đó. Người này đã đánh dấu ngôi sao để phục vụ cho việc nghiên cứu và quan sát tiếp theo.

Dấu mốc đánh dấu này đóng vai trò then chốt, giúp các nhà thiên văn chuyên nghiệp có thể nhanh chóng—trong vòng vài giờ—tiến hành nghiên cứu và phân loại ngôi sao. Họ xác nhận đây là một ngôi sao có độ sáng biểu kiến là 8.5 và đang ở trong giai đoạn của “sao biến thiên kịch tính” (cataclysmic variable star, viết tắt là CV), đồng thời đặt tên cho nó là “GOTO0650+593624” (gọi tắt là GOTO0650).

Ngoài ra, khi các nhà thiên văn sử dụng kính viễn vọng không gian Swift để quan sát GOTO0650, họ bất ngờ thu được một bộ dữ liệu đầy đủ về ngôi sao này, bao gồm cả dữ liệu tia X và tia cực tím phát ra từ ngôi sao. Khi kết hợp với dữ liệu từ các kính viễn vọng nghiệp dư, họ xác nhận rằng ngôi sao này đang trong giai đoạn “chu kỳ sao nảy bật” (period-bouncer), đây là một giai đoạn hiếm gặp và muộn trong vòng đời của sao biến thiên kịch tính.

“Sao biến thiên kịch tính” là thuật ngữ chỉ những ngôi sao có độ sáng tăng đột ngột một cách bất thường rồi sau đó giảm trở lại mức bình thường. Nguyên nhân có thể là do sao chính (một sao lùn trắng) và sao phụ quay rất gần nhau, dẫn đến việc vật chất từ sao phụ chuyển sang sao chính, hình thành một đĩa bồi tụ (một đám mây phẳng gồm khí và bụi). Khi mật độ và nhiệt độ trong đĩa này đạt đến giới hạn nhất định, một vụ nổ xảy ra, giải phóng tia X, tia cực tím và các loại bức xạ mạnh khác.

Hiện tượng “chu kỳ sao nảy bật” (period-bouncer) cực kỳ hiếm, xảy ra khi chu kỳ quỹ đạo quay quanh nhau của hai ngôi sao đạt đến giá trị tối thiểu rồi bắt đầu “bật ngược” lại, tức là chu kỳ tăng lên. Lúc này, sao phụ đã trở thành một sao nâu có khối lượng rất thấp, đang dần phình to ra, và chu kỳ quay của cả hai thiên thể bắt đầu tăng lên theo thời gian.

Kết quả nghiên cứu này đã được công bố vào ngày 1 tháng 7 trên tạp chí Thiên văn học và Vật lý thiên thể (Astronomy & Astrophysics).

Chương trình Kilonova Seekers (Những người tìm kiếm Kilonova) được mệnh danh là phiên bản thiên văn học của trò chơi “Tìm điểm khác biệt”. Chương trình này mời gọi đông đảo những người yêu thích thiên văn tham gia so sánh hình ảnh bầu trời đêm mới nhất với những hình ảnh gần đây, nhằm phát hiện các thay đổi rõ rệt về độ sáng của các ngôi sao.

Hiện tại, Đài quan sát Hiện tượng Quang học do Sóng hấp dẫn gây ra (GOTO – Gravitational-wave Optical Transient Observer) của Đại học Warwick (Anh Quốc) đang hy vọng có thể nhờ vào sự hỗ trợ của 3.500 tình nguyện viên trong chương trình Kilonova Seekers để hoàn thành mục tiêu phát hiện các siêu tân tinh và sao biến đổi. Nguyên nhân là do dữ liệu ảnh toàn cảnh bầu trời thu được từ các kính thiên văn ở Tây Ban Nha và Úc ngày càng đồ sộ, vượt quá khả năng xử lý của các nhóm nghiên cứu khoa học truyền thống.

GOTO là một mạng lưới kính viễn vọng do Hội đồng Cơ sở Khoa học và Công nghệ Vương quốc Anh (STFC) tài trợ. Mạng lưới này được Đại học Warwick thay mặt một liên minh vận hành tại Đài quan sát Roque de los Muchachos trên đảo La Palma (Tây Ban Nha) và Đài quan sát Siding Spring (Úc).

Tiến sĩ Tom Killestein – đồng điều phối viên của dự án Kilonova Seekers, hiện là Nghiên cứu viên Warwick Prize thuộc Nhóm Thiên văn học và Vật lý thiên thể tại Đại học Warwick – chia sẻ với phòng tin tức của trường: “Chỉ trong vòng 3,5 giờ sau khi một nhà thiên văn nghiệp dư sử dụng kính viễn vọng thông thường để chụp ảnh ngôi sao và đánh dấu nó, phát hiện này đã được xác nhận. Nếu không có phát hiện đó, biến đổi thiên thể này có thể đã bị bỏ qua”.

Ông nói thêm: “Sau khi được đánh dấu, thiên thể này đã được tiếp tục quan sát bằng các đài quan sát không gian như Swift và Einstein Probe. Độ sáng của GOTO0650 cũng đủ để các nhà thiên văn nghiệp dư có thể ghi lại bằng thiết bị của riêng họ. Những dữ liệu này vô cùng quan trọng cho nghiên cứu và đã trở thành một phần của bài báo khoa học”.