Phát hiện sao lùn trắng bất thường: Được hình thành do va chạm giữa hai ngôi sao lùn trắng khác

Nghiên cứu mới cho thấy ngôi sao lùn trắng khổng lồ WDJ0551 + 4135 có thể được hình thành do va chạm giữa hai ngôi sao lùn trắng khác.

Ở giai đoạn gần cuối của vòng đời, những ngôi sao có khối lượng trung bình cạn kiệt nhiên liệu và trút bỏ lớp ngoài của chúng, để lại phần lõi mờ dần theo thời gian được gọi là sao lùn trắng. Chúng là những thiên thể cực kỳ dày đặc với mỗi muỗng cà phê vật chất có thể nặng tới 4 tỷ tấn, theo NASA. 

Mô phỏng vụ va chạm dẫn đến sự ra đời của sao lùn trắng WDJ0551 + 4135. (Đồ họa: Mark Garlick).

Hầu hết sao lùn trắng chỉ nhỏ như Trái Đất nhưng có khối lượng bằng 0,6 lần Mặt Trời. Mặt Trời của chúng ta một ngày nào đó cũng sẽ trở thành sao lùn trắng như 90% ngôi sao khác trong dải Ngân Hà.

Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây về sao lùn trắng WDJ0551 + 4135, cách Trái Đất khoảng 150 năm ánh sáng, đang thách thức sự hiểu biết của các nhà thiên văn học.

Các quan sát từ Kính viễn vọng Gaia của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) cho thấy thiên thể này không chỉ nặng gấp đôi các sao lùn trắng thông thường (gấp 1,14 lần khối lượng Mặt Trời), mà còn chứa một lượng lớn carbon trong bầu khí quyển, điều chưa từng thấy trước đây.

"Các sao lùn trắng thường có cấu trúc giống như một củ hành với nhiều lớp bên trong", tác giả chính của nghiên cứu Mark Hollands, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Warwick, Anh mô tả. "Phần lõi của chúng chủ yếu được tạo thành từ carbon và oxy. Phía ngoài thường được bao phủ bởi một lớp helium và cuối cùng là hydro. Khi quan sát sao lùn trắng bằng kính viễn vọng, chúng ta chỉ có thể nhìn thấy lớp bên ngoài".

Tuy nhiên, trong trường hợp của WDJ0551 + 4135, Hollands và các đồng nghiệp lại quan sát thấy hỗn hợp carbon và hydro ở lớp ngoài cùng. "Điều này thực sự kỳ lạ và đáng kinh ngạc, đặt ra một câu hỏi lớn về nguồn gốc hình thành của ngôi sao lùn trắng này", Hollands nhấn mạnh.

Theo nhóm nghiên cứu, WDJ0551 + 4135 có thể được hình thành sau một vụ va chạm giữa hai ngôi sao lùn trắng khác. Chúng hợp nhất nhưng chưa vượt quá giới hạn khối lượng (lớn hơn 1,4 lần khối lượng Mặt Trời) để kích hoạt vụ nổ siêu tân tinh. Kết quả là tạo thành một ngôi sao lùn trắng khổng lồ mới với thành phần các lớp bị trộn lẫn.

Các nhà khoa học ước tính sự kiện sáp nhập đã xảy ra khoảng 1,3 tỷ năm trước. Vụ va chạm đã làm tăng nhiệt độ ban đầu của hai ngôi sao lùn trắng, khiến việc xác định tuổi của chúng trở nên khó khăn.

Rất ít sao lùn trắng được biết đến có khối lượng lớn như WDJ0551 + 4135. Phát hiện mới có thể giúp các nhà khoa học giải mã nguồn gốc hình thành của chúng. Chi tiết nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Astronomy hôm 2/3.