Thông thường trong thiên văn học, kính viễn vọng sẽ phát hiện một thiên thể kì lạ nào đó, rồi để lại công việc cho các nhà nghiên cứu. Nhưng thỉnh thoảng mọi việc lại diễn ra ngược lại.
Năm 1975, hai nhà vật lý đề xuất ra khái niệm về một loại thiên thể rất kì lạ: một sao khổng lồ đỏ chứa một sao neutron nằm bên trong gọi là Vật thể Thorne –Zytko.
Vào tháng 6, năm 2014, một nhóm các nhà khoa học sử dụng kính của Đài thiên văn Las Campanas ở Chile đã tìm thấy nhiều sao khổng lồ đỏ mà họ tin đó chính là những vật thể kì lạ được giả thuyết từ gần 40 năm trước.
Các nhà khoa học đã dành nhiều năm để tự hỏi các vì sao đầu tiên trông như thế nào, và chuyện gì xảy ra với những vì sao cuối cùng sau hàng ngàn tỉ năm nữa tính từ bây giờ.
:quality(75)/curiosity-data.s3.amazonaws.com/images/content/landscape/standard/9dc87105-aab0-4256-e0d4-3b01726671e7.jpg)
Một số, giống như Vật thể Thorne-Zytkow khởi nguồn từ giả thuyết và được xác nhận trong thực tế hàng chục năm sau đó. Cũng có một số loại sao được cho là tồn tại ở đâu đó, nhưng về sau khi chúng ta hiểu hơn về các định luật thống trị toàn vũ trụ, các sao này lại được chứng minh là không thể hiện diện.
Số khác lại hoàn toàn chuyển thành một lĩnh vực mới. Năm 1784, có ý kiến cho rằng một số sao quá nặng đến mức chúng có thể đủ trọng lực để ngăn không cho ánh sáng thoát ra.
Điều này không được chú ý mãi cho đến khi Einstein đưa ra Thuyết tương đối tổng quát vào năm 1915 trong đó khẳng định có thể tồn tại các sao như vậy nhưng dưới cái tên mới – Lỗ đen.
Với những kính thiên văn ngày càng mạnh mẽ và công nghệ tiến bộ vượt bậc, một ngày nào đó ta có thể xác nhận rằng một trong những loại thiên thể kì dị đó đang tồn tại. Dưới đây, chúng ta cùng xem xét một số ứng cử viên.
POPULATION III
Thời kì đầu của vũ trụ gần như vắng bóng các nguyên tố nặng, điều đó có nghĩa là các vì sao đầu tiên sẽ được tạo nên chỉ từ hydro và heli.
Các sao “Population III” này chắc phải nặng gấp vài trăm lần Mặt Trời, tức là chúng sẽ nhanh chóng đốt cháy hết nhiên liệu và trở thành Siêu tân tinh (supernova).
Quá trình này xảy ra sẽ khiến không gian xung quanh chứa các nguyên tố nặng (hơn Hydro và Heli), nên chúng ta không biết chắc có còn sao Popullation III đang tồn tại hay không.
Tuy nhiên vụ bùng nổ tia Gamma GRB 130925A- được quan sát năm 2013, được cho là sự sụp đổ của một trong những sao như vậy, ánh sáng của nó vừa mới đến được chúng ta.
SAO TỐI (DARK STAR)
Có một loại sao khác ở thời kì đầu vũ trụ còn kì lạ hơn. Khi các thiên hà bắt đầu hình thành, vật chất tối tập hợp lại ở trung tâm của chúng, và các vì sao sinh ra ở vùng này có thể được tạo nên từ 10% vật chất tối.
Lượng vật chất tối này cho phép sao nặng gấp vài triệu lần Mặt Trời và sáng hơn một tỉ lần, nhưng lẽ dĩ nhiên đổi lại tuổi thọ rất ngắn. Ngay sau khi nhiên liệu vật chất tối cạn kiệt, vì sao sụp đổ. Đây có lẽ chính là cách lỗ đen siêu khối lượng hình thành.
Kính viễn vọng không gian James Webb sẽ nhận nhiệm vụ tìm kiếm bằng chứng về loại sao này.
BLITZAR
Ngay cả trong vũ trụ hiện tại cũng có những vì sao đang đợi được phát hiện, trong đó có Blitzar.
Các vì sao đang chết sẽ chỉ trở thành siêu tân tinh và sụp đổ thành lỗ đen khi chúng ở trên một mức khối lượng nhất định. Nếu không, chúng sẽ trở thành sao Neutron.
Blitzar là sao neutron với khối lượng trên ngưỡng siêu tân tinh, nhưng quay rất nhanh. Qua thời gian, chúng quay chậm dần và cuối cùng sao sẽ sụp đổ thành lỗ đen, giải phóng một lượng năng lượng lớn đến không thể tin được.
Người ta cho rằng vụ sụp đổ kiểu này là nguyên nhân gây ra nhiều vụ “bùng nổ sóng vô tuyến nhanh (FRB)” cực mạnh nhưng chỉ kéo dài cỡ mili giây.
SAO QUARK
Có một loại sao khác nằm giữa ranh giới của sao neutron và lỗ đen, đó là sao Quark.
Nếu khối lượng của sao neutron không đủ để suy sụp thành lỗ đen, nhưng vẫn đủ nặng để phá vỡ hạt neutron thành hạt quark, nó sẽ trở thành sao quark. Trong trường hợp này, hạt quark chỉ có thể tồn tại dưới áp suất và nhiệt độ cực cao.
Tuy nhiên nếu hạt quark có thể chuyển dạng thành hạt quark lạ (strange quark) nặng hơn, chúng sẽ trở nên ổn định hơn. Qua nhiều năm, các ứng cử viên tiềm năng cho sao quark đã được tìm thấy, nhưng chưa có khẳng định nào.
SAO LÙN ĐEN
Số phận cuối cùng của Mặt trời là một câu hỏi mà nhiều nhà thiên văn luôn cố gắng tìm lời giải đáp.
Trong khoảng 5 tỉ năm nữa, Mặt trời sẽ cạn kiệt nhiên liệu và co lại thành sao lùn trắng, giống như nhiều vì sao khác trong vũ trụ. Thay vì sinh ra năng lượng qua phản ứng nhiệt hạch, tất cả ánh sáng sẽ đến từ bức xạ nhiệt cực mạnh.
Qua thời gian, sao lùn trắng sẽ mờ dần và hạ nhiệt, cho đến khi phần còn lại chỉ còn là một sao lùn đen lạnh ngắt, không phát ra bất kì bức xạ nào, và gần như không thể quan sát được. Thời gian quá trình này diễn ra mất bao lâu thì không ai dám chắc, nhưng ước tính ít nhất cũng phải khoảng trên một quadrillion năm (một ngàn triệu triệu năm).
Earthgrazer – Hội Thiên văn Nghiệp dư Hà Nội (HAS)
Dịch từ tạp chí Sky at Night
