Trung Quốc phát hiện tín hiệu từ hệ sao ba trong thế giới thực

Các nhà khoa học ở Trung Quốc đã tiết lộ chi tiết chưa từng có về hệ 3 ngôi sao trẻ, làm sáng tỏ cách thức hoạt động của những hệ thống phức tạp, nhưng phổ biến này trong vũ trụ.

22/09/2023 16:32

Các hệ sao nhiều vật thể rất phổ biến trong thiên hà.

Lấy cảm hứng từ cuốn tiểu thuyết khoa học viễn tưởng nổi tiếng The Three-Body Problem của tác giả Liu Cixin, các nhà nghiên cứu tại Đại học Dianzi Hàng Châu, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Tam Hiệp đã xác nhận một hệ sao ba trong thế giới thực, cách Trái Đất khoảng 1.300 năm ánh sáng. Theo đó, họ đã quan sát được 3 ngôi sao này ở đầu chòm sao Orion.

Các nhà khoa học đã sử dụng dữ liệu quan sát của NASA để tìm kiếm những thay đổi định kỳ về độ sáng của 3 ngôi sao, được gọi chung là GW Ori.

Theo nhà nghiên cứu Tian Haijun, kết quả được công bố trên tạp chí Khoa học Vật lý, Cơ học & Thiên văn học Trung Quốc, đã đưa ra bằng chứng quan trọng về cấu trúc hình học và sự tiến hóa của hệ sao này.

Ông Tian, nhà khoa học tại Đại học Dianzi Hàng Châu, và các đồng nghiệp đã nghiên cứu dữ liệu từ Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh Quá cảnh (TESS) của NASA để theo dõi hệ thống GW Ori, bao gồm 2 ngôi sao quay quanh nhau, còn ngôi sao thứ 3 ở xa hơn, quay quanh cặp sao này.

“Lần đầu tiên, chúng tôi có thể phát hiện 2 tín hiệu ngắn và đo chu kỳ quay của cặp sao này một cách chính xác, đó là khoảng 2 - 3 ngày. Hiện tượng quay nhanh này cho thấy các ngôi sao rất trẻ và khác với Mặt Trời, quay 25 ngày một lần”, ông Tian nói.

Hệ đa sao hình thành khi một đám mây phân tử khổng lồ sụp đổ dưới lực hấp dẫn, tạo ra 2 hoặc nhiều ngôi sao. Ông Tian cho biết những vật thể còn sót lại có thể tiến hóa thành các hành tinh. Nhưng tất cả các vật thể trong một hệ sẽ đều liên kết với nhau một cách phức tạp bởi lực hấp dẫn – dẫn đến những tương tác phức tạp của hệ đa sao.

“Chuyển động và tương tác của chúng có thể trở nên phức tạp đến mức nếu sự sống tồn tại ở đó, nó có thể đã bị phá hủy và tái sinh nhiều lần”, ông Tian nói.

Theo ông Tian, hệ ba sao được tạo ra theo quy luật, không phải là ngoại lệ trong thiên hà, song cũng không phải là một hiện tượng phổ biến. Ông cho biết hơn một nửa số ngôi sao trong thiên hà có một hoặc nhiều “đối tác”.

“Mặc dù những hệ sao này rất khó quan sát, nhưng chúng tôi hy vọng sẽ sử dụng các kính thiên văn tiên tiến hơn, bao gồm cả Kính viễn vọng Trạm Vũ trụ Trung Quốc (CSST) sắp ra mắt, để tìm hiểu rõ hơn về cách thức hình thành và hoạt động của chúng”, ông nói.

Ông Tian và các đồng nghiệp mong muốn tiến hành các phép đo chính xác hơn đối với hệ sao GW Ori, sau khi CSST hoạt động ở quỹ đạo Trái Đất thấp. Kính viễn vọng này sẽ được trang bị máy quang phổ trường tích hợp, có độ phân giải không gian rất cao.

“Kính viễn vọng không gian sẽ là công cụ hữu ích để các nhà thiên văn học trên khắp thế giới tìm hiểu sự hình thành và tiến hóa của các hệ sao nhiều vật thể hấp dẫn như GW Ori”, ông Tian cho biết.

Trước đó các nhà khoa học cũng đã nghiên cứu hệ sao GW Ori bằng kính thiên văn, như Atacama Large Millimeter Array ở Chile. Nghiên cứu trước đây cho thấy cả 3 ngôi sao này đều nặng hơn Mặt Trời một chút.

Nhóm nghiên cứu của ông Tian đã tiến hành phân tích chi tiết dữ liệu TESS trong 3 tháng. Kết quả đã hiển thị chu kỳ ánh sáng của hệ sao GW Ori với hai tín hiệu có chu kỳ lần lượt là 3,02±0,15 ngày và 1,92±0,06 ngày.

Sau khi loại trừ nhật thực và các khả năng khác, các nhà nghiên cứu kết luận những tín hiệu này dường như bắt nguồn từ hiện tượng chuyển động của vết sao – giống như các vết đen của Mặt Trời – trên bề mặt của các sao GW Ori A và B.

Các nhà khoa cũng cũng loại trừ khả năng có các yếu tố nhân tạo tác động nên, bởi quá trình hình thành sự sống trên Trái Đất mất ít nhất hàng trăm triệu năm, còn hệ thống GW Ori còn quá trẻ để thực hiện điều đó. Các nhà nghiên cứu cũng tính toán độ nghiêng của các ngôi sao và phát hiện ra rằng mặt phẳng quay của GW Ori A và B gần như song song với mặt phẳng quỹ đạo của chúng dưới dạng nhị phân.

“Điều này có nghĩa là hình dạng và chế độ hoạt động của hệ nhị phân tương đối đơn giản”, ông Tian nói.