Sao lùn nâu những thiên thể bí ẩn giữa sao và hành tinh

Vào năm 1995, các nhà thiên văn học đã ghi nhận lần đầu tiên sự tồn tại của sao lùn nâu, một loại thiên thể đặc biệt nằm ở ranh giới giữa hành tinh và ngôi sao thực thụ. Tuy nhiên, những khám phá gần đây đã hé lộ rằng một trong những sao lùn nâu được phát hiện ban đầu thực chất là một hệ sao đôi, làm tăng thêm sự bí ẩn và phức tạp cho các đối tượng vũ trụ này.

Khám phá về hệ sao lùn nâu đôi Gliese 229Ba và Gliese 229Bb

Trong một nghiên cứu mới sử dụng các kính thiên văn tiên tiến tại Chile và Hawaii, các nhà khoa học đã xem xét lại sao lùn nâu Gliese 229B, phát hiện ban đầu vào năm 1995. Kết quả cho thấy Gliese 229B không phải là một thiên thể đơn lẻ mà là một hệ sao đôi gồm hai sao lùn nâu quay quanh nhau. Hai sao lùn nâu này có tên gọi là Gliese 229Ba và Gliese 229Bb.

Gliese 229Ba có khối lượng lớn hơn Sao Mộc khoảng 38 lần, trong khi Gliese 229Bb có khối lượng xấp xỉ 34 lần khối lượng Sao Mộc. Hệ sao đôi này nằm cách Trái Đất khoảng 19 năm ánh sáng, thuộc chòm sao Lepus. Chúng quay quanh nhau với chu kỳ chỉ 12 ngày, ở khoảng cách chỉ bằng 16 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng. Đây là một sự sắp xếp khá hiếm gặp trong vũ trụ, chỉ có một cặp sao lùn nâu khác được biết đến có quỹ đạo gần tương tự.

Đặc điểm nhận dạng sao lùn nâu

Sao lùn nâu là những vật thể độc đáo, nằm giữa ranh giới của hành tinh và sao. Chúng có thể được coi là những 'ngôi sao thất bại' bởi quá trình hình thành của chúng không tích lũy đủ khối lượng để khởi động phản ứng tổng hợp hạt nhân hydro ở lõi, điều bắt buộc để một thiên thể được gọi là sao.

Theo Sam Whitebook, một nhà vật lý tại Caltech và là tác giả chính của một trong những nghiên cứu, sao lùn nâu có khối lượng dao động từ khoảng 13 đến 81 lần khối lượng Sao Mộc. Do không thể hợp nhất hydro, chúng không tạo ra năng lượng như các ngôi sao và chỉ phát sáng mờ nhạt khi nguội đi. Nhiệt độ sao lùn nâu vì thế thấp hơn nhiều so với các ngôi sao thông thường.

Lịch sử phát hiện và những bất thường

Năm 1995 không chỉ đánh dấu sự phát hiện của Gliese 229B mà còn là năm công bố phát hiện ngoại hành tinh đầu tiên ngoài Hệ Mặt Trời. Trước khi Gliese 229B được xác nhận, sự tồn tại của sao lùn nâu chỉ dừng lại ở mức giả thuyết. Tuy nhiên, khối lượng ban đầu được đo của Gliese 229B, khoảng 71 lần khối lượng Sao Mộc, đã gây ra những bất thường.

Tiến sĩ Jerry Xuan từ Caltech lưu ý rằng một vật thể có khối lượng lớn như vậy lẽ ra phải sáng hơn nhiều so với Gliese 229B quan sát được. Thậm chí, một số mô hình dự đoán rằng các vật thể trên 70 lần khối lượng Sao Mộc sẽ hợp nhất hydro và trở thành sao, điều này rõ ràng không xảy ra với Gliese 229B. Những quan sát mới đã giải quyết được vấn đề này bằng cách phân biệt được hai sao lùn nâu riêng biệt.

Sao lùn nâu WISE 1534–1043: Một khám phá hiếm hoi

Gần đây, NASA đã công bố những cảnh quay hiếm hoi về một sao lùn nâu cực kỳ cổ xưa có tên WISE 1534–1043. Vật thể này cách Trái Đất chỉ 50 năm ánh sáng và đang di chuyển trong dải Ngân Hà với tốc độ lên tới 200 km/s, nhanh hơn bất kỳ sao lùn nâu nào khác đã biết.

Độ sáng thay đổi ở các bước sóng ánh sáng khác nhau của WISE 1534–1043 cho thấy nó đã nguội lạnh đáng kể. Các nhà khoa học ước tính tuổi của nó từ 10 đến 13 tỷ năm, gấp đôi tuổi trung bình của các sao lùn nâu đã biết, gợi ý rằng nó hình thành trong giai đoạn sơ khai của dải Ngân Hà.

Sự khác biệt giữa sao lùn nâu, sao và hành tinh

Để hiểu rõ hơn về sao lùn nâu, chúng ta có thể so sánh chúng với sao và hành tinh:

Kết luận về sao lùn nâu

Sao lùn nâu tiếp tục là một lĩnh vực nghiên cứu hấp dẫn, hé mở những hiểu biết mới về sự đa dạng của các vật thể trong vũ trụ. Từ những hệ sao đôi phức tạp như Gliese 229B đến những 'hóa thạch' vũ trụ như WISE 1534–1043, mỗi khám phá đều làm phong phú thêm bức tranh toàn cảnh về sự hình thành và tiến hóa của các vì sao và hành tinh. Việc tiếp tục quan sát và nghiên cứu sao lùn nâu, đặc biệt là sao lùn nâu nặng nhất trong vũ trụ và sao lùn nâu lớn nhất vũ trụ, sẽ mang lại những câu trả lời quan trọng cho các câu hỏi về nguồn gốc của vũ trụ.