Phát hiện “kẻ giấu mặt” đang âm thầm giết chết cả hệ sao

Nghiên cứu phát hiện bí mật đã thúc đẩy quá trình hút vật chất, dẫn đến vụ nổ siêu tân tinh .

Từ lâu, giới thiên văn học đã quen thuộc với hình ảnh sao lùn trắng , được ví như những “ma cà rồng vũ trụ”, hút vật chất từ các ngôi sao đồng hành gần kề.

Quá trình này, thường kết thúc bằng một vụ nổ siêu tân tinh hủy diệt cả hai thiên thể, đã được nghiên cứu kỹ lưỡng.

Tuy nhiên, một khám phá mới đây từ Viện Công nghệ California (Mỹ) đang hé lộ một bí mật bất ngờ: sự tồn tại của một ngôi sao thứ ba, đóng vai trò “người mai mối” thầm lặng trong các hệ thống này.

Hình minh họa cho thấy một sao lùn trắng đang hút vật chất từ một ngôi sao nạn nhân (Ảnh: Caltech).

Nghiên cứu, dựa trên dữ liệu từ sứ mệnh Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, đã xác định được 50 hệ ba sao chứa sao biến quang. Trong các hệ này, hai ngôi sao gần nhau tạo thành cặp chính, trong khi ngôi sao thứ ba quay ở khoảng cách xa hơn nhiều.

Kết quả từ 2.000 mô phỏng máy tính cho thấy, trong khoảng 20% trường hợp, chính lực hấp dẫn từ ngôi sao thứ ba đã làm biến đổi quỹ đạo của cặp sao đôi, khiến chúng xích lại gần nhau mà không cần trải qua giai đoạn lớp vỏ khí chung như giả thuyết truyền thống.

Vai trò then chốt của “kẻ thứ ba”

Trước đây, các nhà thiên văn học tin rằng phần lớn các sao biến quang hình thành thông qua quá trình tiến hóa lớp vỏ chung.

Theo đó, một ngôi sao phình to thành sao khổng lồ đỏ và bao phủ ngôi sao đồng hành.

Khi hai ngôi sao tương tác, lớp vỏ này bị đẩy ra, để lại một sao lùn trắng quay quanh một sao đồng hành ở khoảng cách đủ gần để bắt đầu quá trình hút vật chất.

Hình minh họa cho thấy sứ mệnh Gaia của ESA đang quan sát Dải Ngân hà (Ảnh: ESA).

Tuy nhiên, phát hiện mới cho thấy mô hình này không phải là con đường duy nhất. Trong các mô phỏng của nhóm nghiên cứu, có đến 60% trường hợp lớp vỏ khí chung vẫn hình thành nhưng được kích hoạt bởi sự tác động của ngôi sao thứ ba.

Chỉ khoảng 20% trường hợp còn lại là lớp vỏ khí hình thành theo cách truyền thống, không có sự góp mặt của ngôi sao thứ ba.

Đáng chú ý, nhóm nghiên cứu dự đoán có thể có tới 40% các biến thiên thảm khốc ngoài thực tế được hình thành từ hệ ba sao. Con số này cao hơn nhiều so với những gì dữ liệu quan sát từ Gaia từng ghi nhận.

Lý do có thể đến từ việc nhiều ngôi sao thứ ba nằm quá xa hoặc có ánh sáng quá yếu để được phát hiện, thậm chí đã bị bật khỏi hệ do tác động hấp dẫn mạnh mẽ.

Dữ liệu cũng cho thấy, các hệ ba sao có quỹ đạo ngôi sao thứ ba lớn hơn 100 đơn vị thiên văn (100 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời) có xu hướng dễ hình thành các biến quang hơn.

Nhà nghiên cứu Kareem El-Badry chia sẻ: “Trong suốt 50 năm qua, giới thiên văn học đã sử dụng mô hình vỏ khí chung để giải thích sự hình thành sao biến quang. Nhưng giờ đây, chúng tôi phát hiện rằng rất nhiều hệ thống như vậy thực chất là sản phẩm của các tương tác ba sao”.

Phát hiện này mở ra một hướng nghiên cứu mới, thách thức những giả định lâu đời về sự tiến hóa của các hệ sao trong vũ trụ.