Khám Phá Ngôi Sao Khổng Lồ Nhất Vũ Trụ: R136a1

Ẩn sâu trong Đám mây Magellan Lớn, một tinh vân nằm ở ngoại vi Dải Ngân hà, chính là ngôi sao R136a1, được xem là ngôi sao lớn nhất từng được xác định trong toàn bộ vũ trụ. Ngôi sao này tọa lạc cách Trái đất khoảng 150.000 năm ánh sáng, là điểm sáng thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học.

R136a1 lần đầu được phát hiện vào 62 năm trước đây bởi một nhóm thiên văn học tại Đài quan sát Redcliffe ở Pretoria. Phát hiện này đã được công bố trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia vào tháng 10 năm 1960.

R136a1 không chỉ là một trong những ngôi sao nặng nhất mà còn là ngôi sao sáng nhất trong vũ trụ, với khối lượng gấp hàng trăm lần Mặt trời và độ sáng gấp tới 6,2 triệu lần so với Mặt trời. Nhiệt độ của ngôi sao này lên đến 46.000 độ C và hiện đang nằm giữa chòm sao trong tinh vân Tarantula Nebula, cách Dải Ngân hà khoảng 165.000 năm ánh sáng. Việc phát hiện ra ngôi sao này đã trở nên khả thi nhờ vào kính viễn vọng của đài quan sát vũ trụ châu Âu đặt tại sa mạc Atacama, Chile.

Các nghiên cứu mới nhất về R136a1 được công bố vào tháng 8 năm nay, do nhóm các nhà thiên văn học do Venu Kalari đứng đầu thực hiện tại Đài quan sát Gemini. Nhóm nghiên cứu này đã có thể chụp hình ngôi sao siêu khổng lồ, từ đó đưa ra các ước lượng mới về kích thước của nó. Những phát hiện này được công bố trên Tạp chí Vật lý Thiên văn, giúp làm sáng tỏ nhiều bí ẩn liên quan đến ngôi sao lớn nhất này của vũ trụ.

Giáo sư Paul Crowther từ ĐH Sheffield (Anh) đã nhấn mạnh rằng khi mới hình thành, R136a1 nặng gấp hàng trăm lần Mặt trời. Ông cho biết: “Không giống như con người, các ngôi sao này lúc ra đời rất nặng và sẽ giảm khối lượng theo thời gian”. Crowther cũng cho biết rằng R136a1 rất sáng, với độ sáng gấp vài triệu lần Mặt trời, và bề mặt ngôi sao nóng gấp 7 lần so với Mặt trời.

Khi R136a1 được phát hiện lần đầu, ước tính khối lượng của ngôi sao này dao động từ 250 đến 320 lần khối lượng Mặt trời. Sự phát hiện này gây ngạc nhiên cho nhiều nhà khoa học thời điểm đó, bởi họ tin rằng khối lượng tối đa của một ngôi sao không thể lớn như vậy. Giới hạn Eddington, điểm lý thuyết mà một ngôi sao có thể đạt được trước khi các lớp bên ngoài bị thổi bay, được ước tính vào khoảng 150 lần khối lượng Mặt trời.

R136a1 thuộc về dạng ngôi sao Wolf–Rayet, loại ngôi sao có khối lượng lớn hơn 20 lần khối lượng Mặt trời và có tốc độ thải ra vật chất rất cao qua các cơn gió sao, với tốc độ lên tới hơn 2.000 km/s. Trong một triệu năm qua, R136a1 đã mất một khối lượng tương đương khoảng 50 lần khối lượng Mặt trời. Ngôi sao này được cho là có tuổi đời khoảng 1,7 triệu năm, và bằng cách tính toán từ tốc độ thất thoát vật chất, các nhà khoa học ước tính khối lượng ban đầu của nó đã vượt quá 320 lần khối lượng Mặt trời, điều này đã đi ngược lại một số mô hình trước đây cho rằng khối lượng tối đa của ngôi sao chỉ là 150 lần khối lượng Mặt trời.

Nhóm nghiên cứu hiện tại đã điều chỉnh ước tính khối lượng của R136a1 trong khoảng từ 170 đến 230 lần khối lượng Mặt trời, một con số hợp lý và chính xác hơn so với các nghiên cứu trước đó. Dù vậy, R136a1 vẫn luôn được công nhận là ngôi sao lớn nhất đã được phát hiện trong vũ trụ của chúng ta (theo thông tin từ Phòng thí nghiệm NOIR).

R136a1 không chỉ đơn thuần là ngôi sao lớn nhất mà còn là đại diện cho cách mà các ngôi sao có khối lượng tương tự hoạt động. Các ngôi sao hình thành với kích thước khác nhau, từ sao lùn đỏ cho đến siêu khổng lồ trắng xanh. Theo Phys.org, nếu các nhà thiên văn học có thể hiểu thêm về sự hình thành và đặc điểm của những ngôi sao siêu khổng lồ giống như R136a1, họ có thể tìm ra cách mà các ngôi sao hình thành và phát triển.

Chứng minh ban đầu rằng R136a được Weigelt và Beier đưa ra vào năm 1985. Họ sử dụng phương pháp giao thoa đốm, xác nhận rằng R136a được tạo thành từ 8 ngôi sao trong vòng 1 giây ở trung tâm của chòm sao, với R136a1 là ngôi sao sáng nhất. Cuối cùng, tính chất tự nhiên của R136a đã được xem xét kỹ càng sau khi Kính viễn vọng không gian Hubble hoạt động. Camera hành tinh và camera đồng rộng của nó (WFPC) đã quan sát R136 tại ít nhất 12 phần khác nhau và cho thấy rằng R136 chứa hơn 200 ngôi sao cực sáng. Camera hành tinh và camera đồng rộng 2 (WFPC2), với công nghệ tiên tiến hơn, cho phép nghiên cứu 46 ngôi sao phát sáng khổng lồ trong khoảng cách nửa parsec và hơn 3.000 ngôi sao trong bán kính 4,7 parsec.

Việc hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của các ngôi sao lớn như R136a1 sẽ mang đến nhiều kiến thức quý giá về các thiên thể nặng hơn trong vũ trụ. Những ngôi sao này thường hình thành qua các vụ nổ siêu tân tinh. Theo NASA, khoảng 80% nguyên tố nặng hơn sắt đều có nguồn gốc từ các siêu tân tinh có khối lượng lớn. Những phát hiện mới về R136a1 có thể hỗ trợ các nhà thiên văn học trong việc tìm kiếm các ngôi sao lớn khác và những tàn tích của các vụ nổ siêu tân tinh từng xảy ra trước đó.