Image credit: © ESA/Hubble & NASA, G. Piotto et al.; CC BY 4.0
Liệu những ngôi sao sắp chết có thể nắm giữ bí quyết để trông trẻ hơn không? Bằng chứng mới từ Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA / ESA cho thấy sao lùn trắng có thể tiếp tục đốt cháy hydro trong giai đoạn cuối của cuộc đời, khiến chúng trông trẻ trung hơn so với thực tế. Khám phá này có thể ảnh hưởng đến cách mà các nhà thiên văn đo tuổi của các cụm sao.
Quan điểm phổ biến về sao lùn trắng, là những ngôi sao trơ và đang nguội dần, đã bị thách thức bởi các quan sát từ Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA / ESA. Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã phát hiện ra bằng chứng đầu tiên cho thấy sao lùn trắng có thể làm chậm tốc độ lão hóa bằng cách đốt cháy hydro trên bề mặt của chúng.
Jianxing Chen, Đại học Bologna và Viện Vật lý Thiên văn Quốc gia Ý, người đứng đầu nghiên cứu này, giải thích: “Chúng tôi đã tìm thấy bằng chứng quan sát đầu tiên cho thấy sao lùn trắng vẫn có thể trải qua hoạt động nhiệt hạch ổn định. "Đây là một điều khá bất ngờ, vì nó trái ngược với những gì thường được tin tưởng."
Sao lùn trắng là những ngôi sao nguội dần, đã bỏ lớp bên ngoài của chúng trong giai đoạn cuối cuộc đời của một ngôi sao. Chúng là những vật thể phổ biến trong vũ trụ; khoảng 98% tất cả các ngôi sao trong Vũ trụ cuối cùng sẽ trở thành sao lùn trắng, bao gồm cả Mặt trời của chúng ta. Nghiên cứu các giai đoạn nguội lạnh này giúp các nhà thiên văn học hiểu không chỉ các sao lùn trắng, mà còn cả các giai đoạn trước đó của chúng.
Để điều tra vật lý học làm nền tảng cho sự tiến hóa của sao lùn trắng, các nhà thiên văn học đã so sánh các sao lùn trắng đang nguội trong hai tập hợp sao khổng lồ: các cụm sao M3 và M13. Hai cụm này có chung nhiều đặc tính vật lý như tuổi và tính kim loại, nhưng quần thể các ngôi sao cuối cùng sẽ hình thành các sao lùn trắng là khác nhau. Đặc biệt, màu sắc tổng thể của các ngôi sao ở giai đoạn tiến hóa được gọi là Nhánh ngang có màu xanh hơn trong M13, cho thấy một quần thể các ngôi sao nóng hơn. Điều này làm cho M3 và M13 cùng nhau trở thành một phòng thí nghiệm tự nhiên hoàn hảo để kiểm tra xem các quần thể sao lùn trắng khác nhau đang nguội lạnh như thế nào.
Chen tiếp tục: “Chất lượng tuyệt vời của các quan sát qua Hubble đã cung cấp cho chúng tôi cái nhìn đầy đủ về các quần thể sao của hai cụm sao. "Điều này cho phép chúng tôi thực sự đối chiếu cách các ngôi sao phát triển trong M3 và M13."
Sử dụng Máy ảnh trường rộng 3 của Hubble, nhóm đã quan sát M3 và M13 ở bước sóng gần cực tím, cho phép họ so sánh hơn 700 sao lùn trắng trong hai cụm. Họ phát hiện ra rằng M3 chứa các sao lùn trắng tiêu chuẩn chỉ đơn giản các lõi sao đang nguội dần. Trong khi đó, M13 chứa hai quần thể sao lùn trắng: sao lùn trắng tiêu chuẩn và những sao lùn trắng đã cố gắng giữ được lớp vỏ hydro bên ngoài, cho phép chúng cháy lâu hơn và do đó nguội đi chậm hơn.
So sánh kết quả quan sát của họ với các mô phỏng máy tính về quá trình tiến hóa của sao ở M13, các nhà nghiên cứu có thể chỉ ra rằng khoảng 70% sao lùn trắng ở M13 đang đốt cháy hydro trên bề mặt của chúng, làm chậm tốc độ nguội đi của chúng.
Khám phá này có thể gây ra hậu quả đối với cách các nhà thiên văn đo tuổi của các ngôi sao trong Ngân Hà. Sự tiến hóa của sao lùn trắng trước đây đã được mô phỏng như một quá trình nguội lạnh có thể dự đoán được. Mối quan hệ tương đối đơn giản giữa tuổi và nhiệt độ đã khiến các nhà thiên văn học sử dụng tốc độ nguội của sao lùn trắng như một đồng hồ tự nhiên để xác định tuổi của các cụm sao, đặc biệt là các cụm sao cầu và cụm sao mở. Tuy nhiên, sao lùn trắng đốt cháy hydro có thể khiến ước tính tuổi này không chính xác tới 1 tỷ năm.
