Mỗi năm, có bao nhiêu ngôi sao trong Dải Ngân hà của chúng ta kết thúc vòng đời?

Khi ngước nhìn bầu trời đêm, chúng ta choáng ngợp bởi vô số vì sao lấp lánh. Tuy nhiên, số lượng ngôi sao mà chúng ta nhìn thấy mỗi lần sẽ không giống nhau, bởi vì giống như con người, các vì sao cũng trải qua quy luật sinh tử. Vậy, mỗi năm, có bao nhiêu ngôi sao trong Dải Ngân hà của chúng ta kết thúc vòng đời?

Theo nhà khoa học James De Buizer thuộc chương trình Tìm kiếm trí tuệ ngoài Trái Đất (SETI) của Hoa Kỳ, việc xác định tốc độ thay đổi của các ngôi sao trên bầu trời đêm và số lượng ngôi sao chết đi mỗi năm trong Dải Ngân hà là một vấn đề phức tạp, đòi hỏi nhiều yếu tố cần được xem xét.

Theo nhà khoa học James De Buizer, để giải mã bí ẩn về tốc độ thay đổi của các ngôi sao và số lượng ngôi sao chết đi mỗi năm trong Dải Ngân hà, trước tiên chúng ta cần hiểu rõ hơn về khái niệm “tử vong” của một ngôi sao.

Các ngôi sao, được ví như những quả cầu khổng lồ bừng sáng, là sản phẩm của quá trình tổng hợp hạt nhân. Trong lõi của mỗi ngôi sao, hydro liên tục được chuyển đổi thành heli, giải phóng năng lượng khổng lồ. Khi nguồn nhiên liệu hydro cạn kiệt, quá trình tổng hợp hạt nhân dừng lại, đánh dấu sự “kết thúc” cho cuộc đời của ngôi sao.

Đối với các ngôi sao lùn, vốn sở hữu khối lượng khiêm tốn, hành trình tiến đến giai đoạn “tử vong” diễn ra theo một cách riêng biệt. Khi toàn bộ hydro trong lõi ngôi sao bị “đốt cháy” và chuyển hóa thành heli, phản ứng tổng hợp hạt nhân – nguồn năng lượng duy trì sự sống của ngôi sao – cũng đi đến hồi kết.

Khi nguồn hydro trong lõi cạn kiệt, các ngôi sao nhỏ bé sẽ ngừng tạo ra năng lượng. Lực đẩy từ phản ứng tổng hợp hạt nhân biến mất, khiến ngôi sao sụp đổ do trọng lực. Áp suất khổng lồ trong quá trình sụp đổ kích hoạt phản ứng tổng hợp heli thành carbon, giải phóng thêm năng lượng.

Theo NASA, sau khi sụp đổ, ngôi sao sẽ phình to ra và nguội đi, trở thành một sao khổng lồ đỏ với lớp vỏ ngoài màu đỏ. Lớp vỏ này sau đó bị đẩy ra ngoài, để lại lõi nóng, đặc biệt – một sao lùn trắng.

Hầu hết các ngôi sao, bao gồm cả Mặt Trời, sẽ kết thúc cuộc đời của mình như những sao lùn trắng. Theo nhà thiên văn học Phil Buizer, khoảng 97% các ngôi sao trong Dải Ngân Hà sẽ trải qua quá trình này.

Sao lùn trắng là những tàn dư của các ngôi sao nhỏ bé đã đốt cháy hết nhiên liệu hydro trong lõi. Chúng có kích thước chỉ bằng Trái Đất nhưng chứa khối lượng gấp nhiều lần. Ánh sáng của chúng chủ yếu ở dải màu xanh lam và trắng, do nhiệt độ cao của lõi.

Các nhà thiên văn học có thể xác định sao lùn trắng bằng cách quan sát quang phổ đặc biệt của chúng. Họ sử dụng thông tin này, cùng với tốc độ hình thành và tổng số lượng sao, để ước tính số lượng sao chết đi mỗi năm. Theo ước tính, cứ hai năm lại có một ngôi sao lùn trắng hình thành.

Tuy nhiên, số phận của các ngôi sao khổng lồ lại hoàn toàn khác. Chỉ chiếm khoảng 3% số lượng trong Dải Ngân Hà, nhưng những ngôi sao khổng lồ này (có khối lượng gấp 8 lần Mặt Trời trở lên) lại đóng vai trò quan trọng trong việc định hình vũ trụ.

Trong giai đoạn cuối cùng của cuộc đời, các ngôi sao khổng lồ hợp nhất các nguyên tố ngày càng nặng hơn trong lõi của chúng. Cuối cùng, chúng không thể chống lại lực hấp dẫn và sụp đổ, dẫn đến một vụ nổ siêu tân tinh khổng lồ.

Vụ nổ siêu tân tinh giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, có thể nhìn thấy từ Trái Đất. Lõi của ngôi sao sau đó có thể biến thành một sao neutron hoặc lỗ đen. Vụ nổ siêu tân tinh gần đây nhất được quan sát thấy trong Dải Ngân hà là vào năm 1604, nhưng các nhà khoa học ước tính rằng có thể có một hoặc hai vụ nổ xảy ra mỗi thế kỷ.

Mỗi năm, khoảng 1,9 hằng tinh trong Dải Ngân Hà kết thúc vòng đời của mình. Việc nghiên cứu quá trình chết của các ngôi sao giúp các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về vòng đời của chúng và vai trò của chúng trong vũ trụ.

Theo dự đoán, Mặt Trời của chúng ta cũng sẽ trở thành một sao lùn trắng trong khoảng 5 tỷ năm nữa. Sau đó, nó sẽ tiếp tục nguội đi và kết tinh trong 5 tỷ năm nữa, trở thành một sao lùn trắng kết tinh.

Nghiên cứu về vòng đời của các ngôi sao là một lĩnh vực khoa học hấp dẫn và đầy hứa hẹn. Bằng cách tìm hiểu về quá trình sinh và tử của các ngôi sao, chúng ta có thể khám phá thêm về vũ trụ bao la và bí ẩn.

Theo Epochtimes