Ngôi sao nào lớn nhất trong vũ trụ?

Xét trên kích thước sao, Mặt Trời chỉ ở cỡ trung bình, khoảng phân nửa số sao đã biết lớn hơn Mặt Trời, phân nửa còn lại nhỏ hơn. Ngôi sao lớn nhất từng được phát hiện trong vũ trụ là UY Scuti – một sao siêu-siêu khổng lồ với bán kính lớn hơn Mặt Trời 1708 lần. Tuy nhiên, ngôi vị đứng đầu của UY Scuti không vững chắc chút nào.

LỚN HƠN TẤT CẢ

Năm 1860, UY Scuti được các nhà thiên văn học Đức tại Đài thiên văn Bonn lần đầu tiên đưa vào danh mục sao với số hiệu BD – 12 5055. Khi quan sát lần thứ hai, họ nhận ra nó trở nên sáng hơn sau đó lại mờ dần trong vòng 740 ngày. Chính vì đặc điểm này khiến cho các nhà thiên văn coi nó là một sao biến quang. UY Scuti nằm gần trung tâm Dải Ngân Hà, cách chúng ta khoảng 9500 năm ánh sáng.

Nằm trong chòm sao Scutum (Cái Khiên), UY Scuti là một sao siêu-siêu khổng lồ (hypergiant), loại sao lớn hơn sao siêu khổng lồ (supergiant), và tất nhiên lớn hơn sao khổng lồ (giant) rất nhiều. Sao siêu siêu khổng lồ là những ngôi sao sáng chói hiếm thấy. Chúng thất thoát nhiều khối lượng do quá trình phát tán các đợt gió sao di chuyển với tốc độ cao.

Dĩ nhiên, kích thước của mọi ngôi sao đều chỉ là ước tính, dựa trên các kết quả đo đạc từ khoảng cách rất xa. Bán kính của sao được tính là khoảng cách từ tâm tới quang quyển, vùng được coi là bề mặt của sao, vì từ đó các photon rời khỏi sao để đi vào vũ trụ. Bán kính của Mặt Trời bằng khoảng 695700 km, con số này được gọi là 1 Solar Radii (R_☉).

Nếu UY Scuti thay thế vị trí trung tâm của Mặt Trời trong Hệ Mặt Trời thì quang quyển của nó sẽ vượt quá cả quỹ đạo Sao Mộc. Khí thoát ra từ UY Scuti thậm chí còn vươn ra ngoài quỹ đạo của sao Diêm Vương, xa hơn khoảng cách từ Mặt Trời đến Trái Đất 400 lần.

Kích thước của UY Scuti vẫn chưa được xác định chính xác. Các nhà khoa học chỉ ra rằng độ sáng của một ngôi sao này sẽ thay đổi khi bán kính của nó được tính ra con số khác nhau, phạm vi sai số trong khoảng 192 R_☉. Sự chênh lệch này khiến cho UY Scuti có thể bị những ngôi sao khác “soán ngôi” trên cuộc đua về kích thước. Trên thực tế, có tới 30 ngôi sao có bán kính bằng với kích thước ước tính tối thiểu của UY Scuti, vậy nên danh hiệu “Ngôi sao lớn nhất” của ngôi sao này luôn bị đe dọa.

Thêm nữa, bán kính khổng lồ của UY Scuti chưa đủ khiến nó trở thành vì sao nặng nhất, vinh dự này thuộc về R136a1, nặng hơn Mặt Trời khoảng 300 lần, nhưng bán kính chỉ lớn hơn 30 lần. Trong khi đó trọng lượng của UY Scuti chỉ hơn Mặt Trời 30 lần.

ỨNG CỬ VIÊN CHO DANH HIỆU “NGÔI SAO LỚN NHẤT”

Vậy ngôi sao nào sẽ “soán ngôi” UY Scuti nếu kích thước của nó chưa đạt tới 1708 lần bán kính Mặt Trời? Có thể kể đến những “ứng viên sáng giá” sau:

• WHO G64, với kích thước 1504 -1730 R_☉, là một sao siêu siêu khổng lồ nằm trong Đám mây Magellanic lớn. Giống như UY Scuti, độ sáng của WHO G64 cũng chưa được xác định chính xác. Có ước tính cho rằng bán kính của nó lên tới 3000 R_☉. Sở dĩ có sự chênh lệch lớn như vậy một phần là do sự hiện diện của bụi đã ảnh hưởng đến việc tính toán độ sáng và bán kính.

• RW Cephei có kích thước bằng 1535 R_☉. Ngôi sao này là một sao siêu khổng lồ cam thuộc chòm Tiên Vương (Cepheus), cũng là một sao biến quang.
• Westerlund 1-26 có kích thước trong khoảng từ 1530 đến 2550 R_☉. Với số liệu trên, giả sử ngôi sao này thay thế vị trí của Mặt Trời thì quang quyển của nó có thể “nhấn chìm” quỹ đạo của Sao Thổ. Khác với những sao khác, Westerlund 1-26 thay có sự đổi về nhiệt độ, nhưng về độ sáng thì vẫn giữ nguyên.
• KY Cygni, là một sao siêu khổng lồ đỏ nằm trong chòm Cygnus (Thiên Nga), với kích thước trong khoảng từ 1420 đến 2850 R_☉ . Ước tính lớn nhất ở trên ở trên được các nhà thiên văn học đánh giá là mơ hồ, trong khi ước tính nhỏ nhất thì phù hợp với các sao khác được nghiên cứu trong cùng cuộc khảo sát, cũng như với mô hình lý thuyết về sự tiến hóa sao.

• VY Canis Majoris có kích thước trong khoảng từ 1300 đến 1504 R_☉. Trước đây, ước tính kích thước của ngôi sao siêu siêu khổng lồ đỏ này dao động trong phạm vi 1800 đến 2200 R_☉, nhưng số liệu này khiến cho nó mâu thuẫn với thuyết tiến hóa sao. Kết quả mới đây được cho là phù hợp, mặc dù một số nguồn tin vẫn coi nó là ngôi sao lớn nhất.

Vũ trụ bao la, số lượng sao chỉ trong một thiên hà như Dải Ngân Hà của chúng ta đã lên tới hàng trăm tỉ, chính vì thế nên sớm hay muộn, những ngôi sao được coi là lớn nhất hiện nay cũng sẽ bị thay thế bởi những ngôi sao lớn hơn. Việc của chúng ta là chờ đợi những báo cáo nghiên cứu mới nhất của các nhà khoa học.

Diệu Anh – Hội Thiên văn Nghiệp dư Hà Nội (HAS)

Lược dịch từ Space