Một trong những ngôi sao lớn nhất từng được phát hiện đã trải qua sự thay đổi mạnh mẽ, và các nhà khoa học tin rằng nó có thể đang tiến gần đến một kết cục dữ dội.

Nghiên cứu mới do Gonzalo Muñoz-Sanchez tại National Observatory of Athens dẫn đầu, công bố trên Nature Astronomy, cho thấy ngôi sao khổng lồ WOH G64 đã tiến hóa từ trạng thái siêu khổng lồ đỏ sang giai đoạn siêu khổng lồ vàng hiếm gặp hơn nhiều. Sự chuyển đổi này được cho là dấu hiệu cho thấy ngôi sao có thể đang tiến gần đến một vụ nổ siêu tân tinh.

Dữ liệu cho thấy WOH G64 đang tích cực mất đi các lớp vật chất bên ngoài, đồng thời co lại và nóng lên. Những thay đổi này cho thấy các nhà thiên văn có thể đang chứng kiến một giai đoạn ngắn ngủi nhưng quan trọng trong quá trình tiến hóa của một ngôi sao khối lượng lớn trước khi sụp đổ.

Một ngôi sao rất đặc biệt

WOH G64 lần đầu được nhận diện vào những năm 1970 như một vật thể bất thường trong Large Magellanic Cloud, một thiên hà nhỏ quay quanh Milky Way.

Các nghiên cứu sau đó cho thấy nó không chỉ cực kỳ sáng mà còn vô cùng lớn, với bán kính lớn hơn Mặt Trời hơn 1.500 lần.

Vào năm 2024, các nhà thiên văn đã chụp được hình ảnh chi tiết đầu tiên của một ngôi sao nằm ngoài thiên hà của chúng ta bằng Very Large Telescope Interferometer. Hình ảnh này cho thấy một lớp vỏ bụi dày bao quanh WOH G64, cung cấp bằng chứng rõ ràng rằng nó đang mất khối lượng trong quá trình tiến hóa.

Từ siêu khổng lồ đến siêu siêu khổng lồ

WOH G64 là một ngôi sao “trẻ” xét theo thang đo vũ trụ, với tuổi ước tính dưới 5 triệu năm. Không giống như Mặt Trời của chúng ta (khoảng 4,6 tỷ năm tuổi), WOH G64 được định sẵn sẽ “sống nhanh, chết sớm”.

Ngôi sao này sinh ra đã rất lớn, hình thành từ một đám mây khí và bụi khổng lồ sụp đổ cho đến khi áp suất đủ lớn để kích hoạt phản ứng nhiệt hạch. Giống như Mặt Trời, ban đầu nó đốt cháy hydro trong lõi.

Sau đó, nó giãn nở và bắt đầu đốt helium, trở thành một sao siêu khổng lồ đỏ.

Không phải mọi sao siêu khổng lồ đều trở thành siêu siêu khổng lồ. Các nhà khoa học cho rằng những ngôi sao cực lớn có thể tiến hóa nhanh từ giai đoạn đốt hydro sang đốt helium để trở thành siêu siêu khổng lồ.

Trong quá trình chuyển đổi này, các ngôi sao bắt đầu mất các lớp vật chất bên ngoài, trong khi lõi của chúng co lại. Khi đã trở thành siêu siêu khổng lồ, ngôi sao gần như chắc chắn sẽ nhanh chóng kết thúc bằng một vụ nổ siêu tân tinh dữ dội.

Điều gì đã gây ra sự thay đổi của WOH G64?

Vậy điều gì đã xảy ra với WOH G64 vào năm 2014? Nghiên cứu mới cho rằng một phần lớn bề mặt của ngôi sao siêu khổng lồ ban đầu đã bị bắn văng ra ngoài.

Điều này có thể do tương tác với một ngôi sao đồng hành – sự tồn tại của nó đã được xác nhận thông qua việc phân tích quang phổ ánh sáng từ WOH G64.

Một giả thuyết khác là ngôi sao đang chuẩn bị phát nổ. Chúng ta biết rằng những ngôi sao lớn như vậy cuối cùng chắc chắn sẽ nổ tung, nhưng thời điểm chính xác thì rất khó dự đoán.

Một kịch bản có thể là sự chuyển đổi đang quan sát được là do giai đoạn “siêu gió” trước siêu tân tinh. Hiện tượng này được cho là xảy ra do các dao động mạnh bên trong khi nhiên liệu trong lõi bị tiêu thụ nhanh chóng.

Chỉ thời gian mới có thể trả lời

Hầu hết các ngôi sao tồn tại hàng chục triệu đến hàng chục tỷ năm. Việc chúng ta có thể quan sát và ghi nhận nhiều thay đổi như vậy ở một ngôi sao – đặc biệt là một ngôi sao nằm ngoài thiên hà của chúng ta – là điều không hề chắc chắn.

Nếu may mắn, chúng ta có thể chứng kiến cái chết của WOH G64 trong chính cuộc đời mình – không chỉ mang lại một cảnh tượng vũ trụ ngoạn mục mà còn giúp các nhà khoa học hoàn thiện “bức tranh ghép” về ngôi sao đầy bí ẩn này.