Kiến Thức Phổ Thông

Tinh vân là gì: Cái chết của Ngôi sao, dẫn đến sự phong phú, đa dạng của vũ trụ

Ngôi sao “chết” trên bầu trời Nam bán cầu

Các ngôi sao, giống như mọi vật thể khác mà chúng ta có thể nhìn thấy trong vũ trụ, có vòng đời xác định. Chúng được sinh ra trong những đám mây khí và bụi, chúng “sống” cuộc sống của chúng, và cuối cùng, chúng kết thúc. Điều này đúng với mọi ngôi sao chúng ta biết, bất kể kích thước hay khối lượng của nó.  Một số ngôi sao rất lớn chết tạo ra vụ nổ thảm khốc gọi là siêu tân tinh. Đó không phải là định mệnh của ngôi sao của chúng ta, mà sẽ có một kết thúc “nhẹ nhàng” hơn.

Những ngôi sao giống như Mặt trời (những ngôi sao có cùng khối lượng hoặc cùng tuổi với Mặt trời của chúng ta) đến cuối đời sẽ trở thành tinh vân hành tinh. Đây là những vật thể trên bầu trời từng xuất hiện gần như “hành tinh” được các nhà thiên văn học tìm ra từ một thế kỷ trước, những người có kính viễn vọng năng lượng thấp so với các đài thiên văn ngày nay. Chúng không liên quan gì đến các hành tinh và mọi thứ liên quan đến sự tiến hóa của một số loại sao.

Các nhà thiên văn học nghi ngờ rằng Mặt trời của chúng ta có thể kết thúc cuộc đời của nó như một tinh vân hành tinh, nếu điều kiện cho phép. Nếu có, nó sẽ mất phần lớn khối lượng vào không gian và những gì còn lại của Mặt trời sẽ đốt nóng đám mây khí và bụi xung quanh và làm cho nó phát sáng. Đối với bất cứ ai nhìn vào nó qua kính viễn vọng từ hành tinh khác, Mặt trời sắp chết sẽ giống như một con ma vũ trụ.

Quan sát tinh vân Owl

Đài thiên văn Nam châu Âu đã bắt gặp hình ảnh của một tàn dư ma quái như vậy, có biệt danh là Tinh vân “Cú phương Nam”. Đám mây khí và bụi mở rộng có kích thước khoảng bốn năm ánh sáng và chứa các vật liệu từng được tạo ra bên trong ngôi sao và bầu khí quyển của nó. Bây giờ, những nguyên tố đó (như hydro, heli, carbon, oxy, nitơ và các chất khác) đang được lan truyền đến không gian giữa các vì sao, có thể để làm phong phú thêm một thế hệ sao mới. Nam Tinh vân Owl (có tên chính thức là ESO 378-1) là một hiện tượng tương đối ngắn. Nó có lẽ sẽ chỉ tồn tại vài chục ngàn năm trước khi đám mây tan biến hoàn toàn. Tất cả những gì sẽ còn lại là một ngôi sao lùn trắng mờ dần.

Điều gì tạo nên một tinh vân hành tinh?

Để một tinh vân hành tinh hình thành, một ngôi sao già phải là loại sao phù hợp: nó phải có khối lượng nhỏ hơn khoảng tám lần so với Mặt trời. Những ngôi sao có khối lượng lớn hơn sẽ kết thúc cuộc sống của chúng theo kiểu kịch tính như vụ nổ siêu tân tinh. Sao đó trải rộng vật chất của chúng ra, làm phong phú không gian giữa các ngôi sao (còn được gọi là “môi trường liên sao”).

Khi các ngôi sao nhỏ bắt đầu già đi, chúng bắt đầu mất đi các lớp khí bên ngoài thông qua tác động của gió sao. Mặt trời có một cơn gió sao mà chúng ta gọi là “gió mặt trời”, đây là phiên bản nhẹ nhàng hơn của những cơn bão phát ra từ những ngôi sao cũ, sắp chết. Sau khi các lớp bên ngoài của ngôi sao sắp chết đã tiêu tan, lõi sao nóng còn lại nóng lên và bắt đầu phát ra tia cực tím. Bức xạ UV đó cung cấp năng lượng (ion hóa) khí xung quanh và khiến nó phát sáng.

Hơi thở dài, cuối cùng của Mặt trời

Một khi tinh vân hành tinh đã biến mất, tàn dư của ngôi sao còn sót lại sẽ cháy thêm một tỷ năm nữa, tiêu thụ hết nhiên liệu còn lại của nó. Sau đó, nó sẽ trở thành một sao lùn trắng nhỏ bé – nhưng nóng bỏng và rất dày đặc – sẽ dần dần nguội đi trong hàng tỷ năm. Mặt trời có thể tạo ra một tinh vân hành tinh trong vài tỷ năm trong tương lai và sau đó trải qua những năm hoàng hôn của nó khi một sao lùn trắng phát ra ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng Mặt trời, và thậm chí cả bức xạ tia X.

Tinh vân hành tinh đóng một vai trò quan trọng trong việc làm giàu vật chất hóa học và tiến hóa của vũ trụ. Các nguyên tố được tạo ra bên trong những ngôi sao này và trở lại để làm phong phú môi trường giữa các vì sao. Chúng kết hợp để tạo thành những ngôi sao mới, xây dựng các hành tinh và – nếu điều kiện phù hợp – đóng vai trò trong sự hình thành và tiến hóa của sự sống. Tất cả chúng ta (và phần còn lại của sự sống trên Trái đất) đều nợ, vì chúng đã cho ta ánh sáng, sự sống.

Chúng là các ngôi sao cổ đại sống và sau đó biến thành sao lùn trắng, hoặc thổi lên như siêu tân tinh phân tán các yếu tố của chúng lên vũ trụ. Đây là lý do tại sao chúng ta có thể coi bản thân mình như là “một phần của ngôi sao”, hay thậm chí còn thơ mộng hơn là những ký ức còn lại của bụi sao về cái chết ma quái của một ngôi sao.

Tags
Back to top button