Phát hiện ngôi sao nhỏ nhất và 'bạn đồng hành kỳ lạ'

Được biết đến là sao lùn nóng, ngôi sao này chỉ có kích thước gấp 7 lần Trái đất và nhỏ hơn sao Thổ, theo các nhà nghiên cứu từ Đại học Thanh Hoa, Đài thiên văn Vân Nam cũng như Úc, châu Âu và Mỹ.

Ngôi sao nhỏ này và người bạn đồng hành của nó là sao lùn trắng cách Trái đất khoảng 2.760 năm ánh sáng. Theo nghiên cứu được công bố tuần trước trên tạp chí Thiên văn học Tự nhiên, sao lùn nóng đó mang tên TMTS J0526B, được phát hiện bằng Kính viễn vọng Khảo sát Ma Huateng của Đại học Thanh Hoa (TMTS).

Các nhà nghiên cứu cho biết TMTS J0526B có khối lượng bằng 1/3 kích thước Mặt trời và đốt cháy khí heli với nhiệt độ bề mặt 2.500 Kelvin (hay 2.226,85 độ C).

Theo nghiên cứu, TMTS J0526B và bạn đồng hành của nó là J0526A quá mờ để có thể quan sát trực tiếp, quay quanh nhau cứ sau 20 phút.

Các nhà nghiên cứu cho biết trong một tuyên bố trên trang web của Đại học Thanh Hoa: “Dù không thể nhìn thấy được bằng kính viễn vọng, chúng ta biết J0526A tồn tại vì một điều: Nó cực kỳ đặc đến mức lực hấp dẫn của nó đã làm biến dạng J0526B từ cấu trúc hình cầu thành hình quả trứng.

Một hệ thống sao đôi độc đáo như vậy, bao gồm các ngôi sao siêu nhỏ, siêu nhẹ và chu kỳ quay cực ngắn, đã được dự đoán là tồn tại nhưng chưa bao giờ được phát hiện trước đây. Bây giờ công trình của chúng tôi cung cấp bằng chứng quan sát trực tiếp đầu tiên".

Ảnh minh họa của một nghệ sĩ về hệ thống sao đôi được phát hiện bởi nhóm quốc tế do các nhà nghiên cứu tại Đại học Thanh Hoa dẫn đầu

Theo báo cáo, phát hiện này ủng hộ một lý thuyết do các nhà thiên văn học Trung Quốc đề xuất cách đây hai thập kỷ, dự đoán rằng những ngôi sao nhỏ, nhẹ có thể hình thành thông qua trao đổi khối lượng trong một hệ thống sao đôi.

TMTS sử dụng một dãy gồm bốn kính thiên văn quang học để liên tục tìm kiếm các vật thể thoáng qua ở một hoặc hai khu vực trên bầu trời mỗi đêm. Nó được xây dựng tại Đài thiên văn Hưng Long gần Bắc Kinh (thủ đô Trung Quốc) vào năm 2019, với sự tài trợ của Quỹ Ma Huateng và Đại học Thanh Hoa.

Đến năm 2023, TMTS đã thu được dữ liệu trắc quang của hơn 27 triệu ngôi sao. Nhóm nghiên cứu đã xác định J0526 để nghiên cứu sâu hơn vì có độ sáng thay đổi nhanh nhất, khiến nó nổi bật so với các loại còn lại.

Các nhà nghiên cứu đã xác nhận những quan sát của TMTS bằng kính thiên văn lớn hơn, gồm kính thiên văn Keck-I ở Hawaii (Mỹ) và Gran Telescopio Canarias ở quần đảo Canary (Tây Ban Nha).

Nhóm nghiên cứu kỳ vọng thế hệ tiếp theo của máy dò sóng hấp dẫn trong không gian đang được chế tạo ở châu Âu và Trung Quốc sẽ có thể phát hiện ra hệ thống sao đôi kỳ lạ. Họ chỉ ra rằng hệ thống có thể phát ra sóng hấp dẫn ở tần số milihertz khi các ngôi sao thành phần của nó quay quanh nhau.

Sao lùn đỏ trước đây được cho là nhỏ nhất trong số các ngôi sao và cũng là loại sao phổ biến nhất trong Dải Ngân hà.

Theo một nghiên cứu năm 2017 do các nhà nghiên cứu của Đại học Cambridge (Anh) dẫn đầu, sao lùn đỏ nhỏ nhất từng được đo là EBLM J0555-57Ab, cách chúng ta 600 năm ánh sáng và chỉ lớn hơn sao Thổ một chút. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Astronomy & Astrophysics vào tháng 6.2017.

EBLM J0555–57Ab là một phần của hệ thống sao đôi, khi nó quay quanh một ngôi sao lớn hơn. Dù khá nhỏ so với các ngôi sao khác, EBLM J0555–57Ab vẫn có đủ khối lượng để cho phép phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra bên trong lõi, biến đổi hydro thành heli.

"Phát hiện của chúng tôi cho thấy những ngôi sao có thể nhỏ đến mức nào. Nếu ngôi sao EBLM J0555–57Ab hình thành với khối lượng chỉ nhỏ hơn một chút thì phản ứng nhiệt hạch của hydro bên trong lõi không thể duy trì và ngôi sao này sẽ biến thành một sao lùn nâu", Alexander Boetticher, thành viên của nhóm nghiên cứu, cho biết.

EBLM J0555–57Ab có độ sáng mờ hơn Mặt Trời khoảng 2.000 - 3.000 lần. Các nhà khoa học phát hiện EBLM J0555–57Ab khi nó di chuyển qua phía trước ngôi sao lớn hơn mà nó quay quanh gọi là EBLM J0555-57A. Theo ước tính, khối lượng của EBLM J0555-57Ab tương đương với ngôi sao Trappist-1 được phát hiện vào đầu năm 2017 nhưng với bán kính nhỏ hơn 30%.

So sánh kích thước của EBLM J0555–57Ab so với sao Thổ và ngôi sao Trappist-1 - Ảnh: Alexander Boetticher.

Những ngôi sao nhỏ, mờ như EBLM J0555–57Ab được coi là ứng cử viên tiềm năng chứa hành tinh có sự sống, do làm tăng khả năng lưu trữ nước lỏng trên bề mặt. Các ngôi sao nhỏ hơn 20% so với Mặt trời là sao phổ biến nhất trong vũ trụ, nhưng còn nhiều điều chúng ta chưa biết về chúng.

Sơn Vân