Có bao nhiêu ngôi sao trong Dải Ngân hà chết đi mỗi năm?

Khi bạn nhìn lên bầu trời đêm, bạn sẽ thấy các chòm sao giống như những gì mà người Hy Lạp cổ đại từng trông thấy. Tuy nhiên, trên thực tế, những ngôi sao mới liên tục được sinh ra và những ngôi sao khác chết đi. Đó cũng là định mệnh của Mặt trời chúng ta trong khoảng 5 tỷ năm nữa. Bầu trời đêm thay đổi nhanh chóng như thế nào và trong thiên hà của chúng ta - Dải Ngân hà, có bao nhiêu ngôi sao chết đi mỗi năm.

Theo James De Buizer, nhà nghiên cứu tại Viện Tìm kiếm Trí thông minh ngoài Trái Đất (SETI) điều này rất phức tạp.

Đầu tiên, cần phải làm rõ một ngôi sao chết đi tức là gì. Những ngôi sao là các quả cầu khí nóng khổng lồ được duy trì bởi phản ứng tổng hợp hạt nhân chuyển hydro thành heli ở trong lõi. Các ngôi sao chết đi khi phản ứng tổng hợp hạt nhân dừng lại. Có 2 cách khiến điều này xảy ra và cách thức một ngôi sao chết đi phụ thuộc vào khối lượng của nó.

Với những ngôi sao có khối lượng nhỏ, phản ứng tổng hợp hạt nhân kết thúc khi tất cả hydro trong lõi ngôi sao được chuyển thành heli. Không có nhiệt và áp suất phản ứng tổng hợp ra bên ngoài, ngôi sao sẽ tự sụp đổ. Trong quá trình sụp xuống này, áp suất lõi trở nên mạnh đến mức lượng heli còn lại bắt đầu hợp nhất thành carbon và giải phóng năng lượng. Bầu khí quyển bên ngoài của ngôi sao phồng lên và chuyển sang màu đỏ để tạo ra thứ gọi là một khối cầu đỏ khổng lồ.

Cuối cùng, ngôi sao thoát khỏi bầu khí quyển phồng lên này, để lại đằng sau một vật thể dày đặc được gọi là sao lùn trắng. Khoảng 97% ngôi sao trong Dải Ngân hà, bao gồm cả Mặt trời có số phận trở thành những ngôi sao lùn trắng, ông De Buizer nói.

Các nhà thiên văn học có thể nhìn thấy các sao lùn trắng vì chúng phát ra tín hiệu ánh sáng độc đáo. Họ sử dụng thông tin này, cộng với tốc độ hình thành sao và tổng số sao, để tính ra có bao nhiêu ngôi sao chết đi mỗi năm. Người ta ước tính rằng cứ hai năm lại có một sao lùn trắng hình thành, nhà nghiên cứu De Buizer nói.

Những ngôi sao có khối lượng gấp 8 lần Mặt trời sẽ có một cái chết khác. Những ngôi sao khổng lồ này chỉ chiếm khoảng 3% số sao của Dải Ngân hà nhưng tác động của chúng rất ấn tượng.

Eric Borowski, nghiên cứu sinh vật lý thiên văn tại Đại học bang Louisiana, cho biết: “Đây là những sự kiện thực sự dữ dội và đầy năng lượng mà tôi nghĩ một số người có thể mô tả là cái chết”.

Borowski cho biết loại sao này kết hợp các nguyên tố ngày càng nặng hơn trong lõi của nó, cuối cùng trở nên nặng đến mức nó không thể tự chống lại lực hấp dẫn. Kết quả là một vụ nổ lớn hay còn được gọi là vụ nổ siêu tân tinh xảy ra. Theo NASA, lõi của ngôi sao tồn tại dưới dạng sao neutron hoặc lỗ đen.

Lần quan sát cuối cùng được ghi lại về vụ nổ siêu tân tinh trong Dải Ngân hà là vào năm 1604, tuy nhiên các nhà thiên văn học ước tính rằng vụ nổ siêu tân tình thường xảy ra một hoặc hai lần một thế kỷ trong thiên hà.

Vậy tại sao đã hơn 400 năm trôi qua chúng ta chưa quan sát được gì kể từ khi vụ nổ này được phát hiện trong thiên hà của chúng ta? Trên thực tế, các ước tính của các nhà thiên văn học rất phức tạp bởi hình dạng của Dải Ngân hà và các đám mây khí và bụi dày đặc.

Nhà khoa học De Buizer nói: “Có thể có siêu tân tinh phát nổ ở phía bên kia trung tâm thiên hà nhưng có quá nhiều thứ ở giữa nên chúng ta không thể nhìn thấy chúng".

Tổng cộng, với một sao lùn trắng hình thành cứ sau 2 năm hoặc lâu hơn, cộng với một vài vụ nổ siêu tân tinh xảy ra cứ sau 100 năm một lần thì có tổng cộng gần 53 ngôi sao chết đi mỗi thế kỷ trong Dải Ngân hà hoặc 1 ngôi sau cứ sau 1,9 năm.

Nhà nghiên cứu De Buizer cho biết, hiểu được các giai đoạn qua đời của các ngôi sao là cách các nhà thiên văn học ghép nối các vòng đời của chúng lại với nhau.