Lần đầu tiên chụp được khí quyển tinh cầu của ngôi sao giống Mặt Trời

Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học đã thành công chụp được ảnh trực tiếp về "khí quyển tinh cầu" (astrosphere) bao quanh một ngôi sao tương tự Mặt Trời. Phát hiện mang tính bước ngoặt này mở ra một cánh cửa mới để hiểu rõ hơn về các hệ sao khác và thậm chí là quá khứ của chính hệ Mặt Trời.

Khí quyển tinh cầu hay tinh cầu khí quyển về bản chất, là một bong bóng khí nóng khổng lồ được tạo ra bởi "gió sao" – dòng hạt tích điện liên tục phát ra từ mọi ngôi sao. Đối với Mặt Trời của chúng ta, bong bóng tương tự được gọi là "nhật quyển" (heliosphere), đóng vai trò là ranh giới của hệ Mặt Trời và bảo vệ các hành tinh khỏi phần lớn các tia vũ trụ năng lượng cao từ vũ trụ bao la.

Hình ảnh về khí quyển tinh cầu của Moth mà các nhà thiên văn học mới chụp được. (Ảnh: NASA)

Trước đây, các nhà thiên văn đã quan sát thấy những bong bóng tương tự quanh các ngôi sao nóng, sao hấp hối và sao mới hình thành. Tuy nhiên, việc phát hiện tinh cầu khí quyển quanh một ngôi sao "bình thường", giống Mặt Trời, lại là một điều hoàn toàn mới mẻ.

"Chúng ta chưa từng thấy chúng quanh những ngôi sao trung bình, bình thường, những ngôi sao có thể chứa đựng sự sống. Trong suốt 20 năm qua, chúng tôi đã tìm kiếm hiệu ứng này nhưng chưa bao giờ thành công", nhà thiên văn học Carey Lisse chia sẻ tại hội nghị chuyên đề 25 năm Khoa học với Chandra vào ngày 3/12/2025.

Để đạt được thành tựu này, Lisse và các đồng nghiệp đã tập trung vào một ngôi sao có "gió sao" mạnh mẽ hơn bình thường. Họ hướng kính viễn vọng tia X Chandra lên HD 61005, ngôi sao được đặt biệt danh "The Moth" (Con Ngài) do được bao quanh bởi một đĩa mảnh vụn quét ngược về phía sau, trông như đôi cánh. Các nhà thiên văn học cho rằng hình dạng kỳ lạ này là do ngôi sao đang "cày xới" vào một đám mây khí dày đặc trong không gian với tốc độ khoảng 10 km/giây.

"The Moth" có kích thước và khối lượng tương đương Mặt Trời, vì vậy "nó là một đại diện tương đối tốt cho chúng ta", Lisse, đến từ Phòng Thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Johns Hopkins ở Laurel, Maryland, cho biết. Tuy nhiên, so với Mặt Trời 4 tỷ năm tuổi, "The Moth" chỉ là một cậu nhóc 100 triệu năm tuổi. Các ngôi sao trẻ tuổi hơn thường hoạt động mạnh mẽ hơn và phát ra gió sao mạnh hơn so với các ngôi sao già hơn. Hoạt động mạnh mẽ cộng với tốc độ di chuyển của ngôi sao qua môi trường liên sao đã khiến Lisse tin rằng "The Moth" là mục tiêu lý tưởng để phát hiện tinh cầu khí quyển.

Kết quả quan sát cho thấy "The Moth" được bao quanh bởi một vầng hào quang ánh sáng tia X, trải rộng gấp 100 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời. Vầng hào quang này chính là tinh cầu khí quyển, Lisse khẳng định.

Điều đáng ngạc nhiên là bong bóng khí quyển này có hình tròn chứ không phải hình cánh như dự đoán. Điều này cho thấy gió sao của "The Moth" mạnh đến mức nó đẩy lùi đám mây khí dày đặc mạnh hơn nhiều so với lực cản của đám mây, giống như một quả bóng bay dày đang di chuyển trong không khí loãng.

Nghiên cứu tinh cầu khí quyển của các ngôi sao giống Mặt Trời khác có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn về Mặt Trời khi còn trẻ, Lisse cho biết. "Chúng ta đã từng như thế này. Tinh cầu khí quyển đang kể cho chúng ta nghe về lịch sử của Mặt Trời", nhà thiên văn học hào hứng chia sẻ.

Bích Hậu (Theo Sciencenews)