Khoa học vũ trụ

Sao lùn trắng là gì? Trạng thái mà Mặt trời của chúng ta sẽ hoá thành sau vài tỷ năm nữa

Sao lùn trắng là giai đoạn gần cuối đời của các ngôi sao lão niên. Các nhà thiên văn học đã nhìn thấy những vật thể nhỏ kỳ lạ này trên khắp thiên hà. Vậy chính xác sao lùn trắng là gì? Chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu nhé.

Cuộc đời của những vì sao

Để hiểu các sao lùn trắng và cách chúng hình thành, điều quan trọng là phải biết chu kỳ sống của các ngôi sao. Câu chuyện khá đơn giản: các ngôi sao thực chất là những quả bóng khổng lồ chứa các khí quá nóng, tỏa sáng nhờ năng lượng của phản ứng tổng hợp hạt nhân.

Có nhiều giai đoạn trong cuộc đời của một ngôi sao, nhưng phần lớn thời gian chúng sẽ toả năng lượng nhờ vào các phản ứng hạt nhân ở lõi, bằng cách chuyển hydro thành helium. Kết quả là toả nhiệt và ánh sáng. Đây gọi là “Chuỗi chính” – hay Vòng đời của một ngôi sao. Một khi các ngôi sao trở thành một độ tuổi nhất định, chúng chuyển sang giai đoạn tồn tại mới. Cuối cùng, chúng chết đi vì cạn kiệt năng lượng, và tuỳ vào khối lượng của lõi mà các ngôi sao sẽ “hoá thân” thành các ngôi sao lùn khác nhau, hay thậm chí là thành Hố đen vũ trụsao Neutron.

Sự khai sinh của sao lùn trắng

Làm thế nào để một ngôi sao trở thành một sao lùn trắng? Như mình đã trình bày ở trên, điều này phụ thuộc vào khối lượng của nó. Một ngôi sao có khối lượng lớn, gấp 8 lần khối lượng Mặt trời sẽ phát nổ như một Siêu tân tinh và tạo ra một ngôi sao Neutron hoặc Hố đen.

Mặt trời của chúng ta không phải là một ngôi sao lớn, vì vậy, các ngôi sao có kích thước tương tự sẽ trở thành những sao lùn trắng khi chúng chết đi. Những ngôi sao có khối lượng thấp (bằng một nửa Mặt trời) rất nhẹ đến nỗi nhiệt độ lõi của chúng không bao giờ đủ nóng để hợp nhất heli thành carbon và oxy (bước tiếp theo sau phản ứng tổng hợp hydro).

Khi nhiên liệu hydro của một ngôi sao có khối lượng thấp cạn kiệt, lõi của nó không thể chống lại trọng lượng của các lớp bên trên nó và tất cả sụp đổ vào bên trong. Những gì còn lại của ngôi sao sau đó sẽ nén thành sao lùn trắng helium. Những ngôi sao có khối lượng thấp trở thành sao lùn trắng helium sẽ mất nhiều thời gian hơn để nguội đi. Do vậy, các nhà khoa vẫn chưa biết được giai đoạn cuối cùng thực sự của một sao lùn trắng sẽ trông như thế nào.

Kết cục của sao lùn trắng

Khi chúng hết nhiên liệu hydro, lõi sẽ nén lại và ngôi sao mở rộng để trở thành một sao khổng lồ đỏ. Nó làm nóng lõi cho đến khi helium hợp nhất để tạo ra carbon. Khi hết heli, carbon sẽ bắt đầu hợp nhất để tạo ra các nguyên tố nặng hơn. Thuật ngữ kỹ thuật cho quá trình này là “quá trình ba-alpha:” hai hạt nhân helium để tạo thành beryllium, tiếp theo là sự hợp nhất của một helium tạo ra carbon.

Khi tất cả heli trong lõi đã được hợp nhất, lõi sẽ nén lại. Tuy nhiên, nhiệt độ lõi sẽ không đủ nóng để nung chảy carbon hoặc oxy. Thay vào đó, nó “cứng lại” và ngôi sao bước vào giai đoạn khổng lồ đỏ thứ hai. Cuối cùng, các lớp bên ngoài của ngôi sao nhẹ nhàng bị thổi bay và tạo thành một tinh vân hành tinh. Những gì còn lại phía sau là lõi carbon-oxy, trái tim của sao lùn trắng. Rất có khả năng Mặt trời của chúng ta sẽ bắt đầu quá trình này sau vài tỷ năm nữa.

Cái chết của sao lùn trắng: tạo nên sao lùn đen

Khi một sao lùn trắng ngừng tạo ra năng lượng thông qua phản ứng hạt nhân, về mặt kỹ thuật, nó không còn là một ngôi sao nữa. Đó là tàn dư của sao. Nó vẫn nóng, nhưng không phải từ hoạt động trong cốt lõi của sao lùn trắng.

Theo thời gian, nó sẽ nguội đi, và cuối cùng trở nên lạnh đến mức trở thành một thứ mà một số người gọi là Sao lùn đen. Không có sao lùn trắng nào được biết đến nay. Đó là bởi vì phải mất hàng tỷ và hàng tỷ năm để quá trình này xảy ra. Vì vũ trụ chỉ khoảng 14 tỷ năm tuổi, ngay cả những sao lùn trắng đầu tiên cũng không có đủ thời gian để hạ nhiệt hoàn toàn để trở thành sao lùn đen.

Đọc thêm:

Chủ đề xuất hiện trong bài viết
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker