Ngôi sao WR140 giải phóng bụi phát sáng tạo ra các gợn sóng đồng tâm. Ảnh: NASA
Hiệu ứng đẩy của ánh sáng sao, hay còn được gọi là áp suất bức xạ, là một trong những yếu tố ngăn ngôi sao sụp đổ dưới lực hấp dẫn của chính chúng. Trong một nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature hôm 12/10, các nhà thiên văn học NASA cho biết họ đã có cái nhìn đầy đủ nhất về hiện tượng này nhờ kính viễn vọng không gian James Webb.
Hình ảnh tuyệt đẹp trên được công bố lần đầu vào tháng 7 bởi nhà khoa học công dân Judy Schmidt, cho thấy gần 20 gợn sóng đồng tâm bao quanh ngôi sao WR140 trong hệ sao đôi SBC9 1232 cách Trái Đất khoảng 5.600 năm ánh sáng. Sau khi phát hành, nó tạo ra nhiều suy đoán khác nhau về điều gì có thể gây ra hiệu ứng này. Bây giờ, các nhà khoa học đã có câu trả lời.
Nghiên cứu mới chỉ ra các gợn sóng là những chùm bụi và bồ hóng phát sáng, phun ra từ ngôi sao WR140 khi nó quay quanh ngôi sao đồng hành theo một quỹ đạo hình elip mà chúng mất khoảng 8 năm để hoàn thành một vòng.
Khi ở khoảng cách gần, gió sao với tốc độ 3.000 km/s của chúng đập vào nhau, tạo ra một chùm vật chất trong không gian và từ từ mở rộng để tạo thành các vòng. Vì các chùm sáng chỉ bị đẩy ra khi hai ngôi sao ở gần nhau, khoảng cách của các vòng được thiết lập bởi chu kỳ quỹ đạo của chúng. Điều này có nghĩa là bụi được tạo thành trong những khoảng thời gian đều đặn và các vòng sáng có thể được sử dụng giống như vòng cây để tìm tuổi của bụi.
Tuy nhiên, những gợn sóng này không mở rộng ra bên ngoài với tốc độ cố định. Thay vào đó, chúng đang tăng tốc do bị thúc đẩy bởi các photon hay hạt ánh sáng từ những ngôi sao gần đó. Chính gia tốc này làm thay đổi khoảng cách của giữa các vòng sáng.
"Khi xem dữ liệu, tôi thấy chùm vật chất của WR140 bung ra giống như một cánh buồm khổng lồ làm từ bụi. Khi gặp gió photon từ ngôi sao, giống như chiếc thuyền buồm bắt được một cơn gió mạnh, nó đột ngột phi về phía trước", đồng tác giả nghiên cứu Peter Tuthill, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Sydney của Australia, ví von.
WR140 thuộc loại sao Wolf-Rayet hiếm gặp, có nghĩa là nó đang chết dần chết mòn, mất đi lớp vỏ hydro bên ngoài và phun ra nhiều hạt heli, carbon và nitơ bị ion hóa từ bên trong. Những ngôi sao này sẽ nổ tung như siêu tân tinh vào một ngày nào đó, nhưng cho đến khi đó, áp suất bức xạ do ánh sáng tạo ra sẽ giải phóng vật chất của chúng, mở rộng như những con sứa ma khổng lồ trên bầu trời đêm. Các phần tử quá nhiệt bị đẩy ra, đặc biệt là carbon bị biến đổi thành bồ hóng, vẫn đủ nóng để phát sáng trong quang phổ hồng ngoại.
Trong khi đó, bạn đồng hành của WR140 trong hệ thống SBC9 1232 là một ngôi sao siêu khổng lồ màu xanh loại O, một trong những loại sao lớn nhất. Nó cũng đang rò rỉ khí ra ngoài không gian.
Hiệu ứng đẩy của ánh sáng sao khó quan sát và nghiên cứu là do khi ở gần các ngôi sao, nơi áp suất bức xạ mạnh nhất, chuyển động mà nó tạo ra thường bị che khuất bởi từ trường và lực hấp dẫn cực kỳ mạnh. Kính viễn vọng James Webb, hiện đã đi vào hoạt động hoàn toàn, cho phép các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về WR140 và các hệ thống kỳ lạ khác.
"Webb mang đến những điểm cực mới về độ ổn định và độ nhạy. Giờ đây, chúng ta có thể thực hiện những quan sát như thế này dễ dàng hơn nhiều so với từ mặt đất, mở ra một cánh cửa mới vào thế giới vật lý Wolf-Rayet", nhà thiên văn học hồng ngoại Ryan Lau tại Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ, người dẫn đầu phần nghiên cứu của James Webb cho biết.
Đoàn Dương (Theo Space)