Ngôi sao hai mặt khiến nhà nghiên cứu không thể lý giải

Các nhà thiên văn học phát hiện một ngôi sao kỳ lạ với hai mặt riêng biệt, mỗi mặt cấu tạo từ một nguyên tố khác nhau.

Mô phỏng sao lùn trắng Janus. (Ảnh: K. Miller, Caltech/IPAC).

Sao lùn trắng là tàn tích sau khi các ngôi sao giống Mặt Trời mất đi lớp vỏ ngoài, để lại phần lõi đặc rắn. Khí quyển của chúng thường bao gồm hydro hoặc heli, lượng nguyên tố chính lớn hơn khoảng 1.000 lần so với những nguyên tố khác. Nhưng trong nghiên cứu công bố hôm 19/7 trên tạp chí Nature, các nhà thiên văn học phát hiện một sao lùn trắng không phù hợp với mô tả trên và điều khiến nó trở nên như vậy vẫn là bí ẩn. Một mặt của ngôi sao chỉ chứa hydro và mặt còn lại chứa heli, đánh dấu lần đầu tiên ghi nhận thiên thể với hai mặt phân chia rõ ràng như vậy. Nhóm nghiên cứu đặt tên cho nó là Janus theo tên một vị thần La Mã.

"Bề mặt của sao lùn trắng thay đổi hoàn toàn từ mặt này sang mặt kia", Ilaria Caiazzo, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết. "Khi tôi cho mọi người xem kết quả quan sát, họ vô cùng kinh ngạc".

Janus được phát hiện bằng Zwicky Transient Facility (ZTF), một đài thiên văn được thiết kế để theo dõi vật thể thay đổi độ sáng trên bầu trời đêm. Nhóm nghiên cứu nhận thấy độ sáng của sao lùn trắng này thay đổi khi nó xoay tròn. Quan sát kỹ hơn bằng quang phổ kế, thiết bị phân tích ánh sáng nhằm hé lộ nguyên tố cấu thành, chỉ ra có một khác biệt rõ rệt về thành phần tương ứng với thay đổi độ sáng.

Các nhà nghiên cứu có vài ý tưởng về quá trình khiến ngôi sao kỳ lạ sở hữu hai mặt. Một vài sao lùn trắng được cho là chuyển đổi giữa trạng thái giàu hydro hoặc giàu heli trong vòng đời, và Janus có thể nằm trong số đó. Tuy nhiên, ngay cả vậy, Caiazzo và cộng sự vẫn không biết tại sao nó chỉ thay đổi một mặt mỗi lần. Nguyên nhân có thể do từ trường mạnh của vật thể. Nếu mạnh hơn ở mặt này so với mặt kia, từ trường sẽ ngăn hydro và heli hòa lẫn vào nhau ở mặt đó, dẫn tới hydro chiếm tỷ lệ cao hơn hẳn. Nhóm nghiên cứu không loại trừ khả năng từ trường thay đổi áp suất và mật độ các khí.

"Từ trường có thể dẫn tới áp suất khí thấp hơn trong khí quyển, tạo điều kiện cho đại dương hydro hình thành ở nơi từ trường mạnh nhất", James Fuller, đồng tác giả nghiên cứu, giải thích. "Chúng tôi không biết giả thuyết nào trong số này đúng, nhưng chúng tôi không thể nghĩ ra bất kỳ cách nào khác để lý giải hai mặt khác biệt nếu không dựa vào từ trường".

• Sao lùn trắng là gì?
• Phát hiện sao lùn trắng bất thường: Được hình thành do va chạm giữa hai ngôi sao lùn trắng khác
• Sao lùn trắng hồi sinh nhờ "ăn thịt" bạn đồng hành