Betelgeuse Mờ Đi: Điều Gì Đang Đến Gần - Vụ Nổ Siêu Tân Tinh?

Từ tháng 10/2019 đến giữa tháng 2/2020, Betelgeuse mờ đi hơn ba lần, rõ đến mức mắt thường cũng nhận ra. Đây là hiện tượng Great Dimming của một sao siêu khổng lồ đỏ ở vai chòm Thợ Săn (Orion). Dữ liệu từ Kính thiên văn Không gian Hubble (NASA/ESA) và Kính thiên văn Rất Lớn VLT (ESO) cho thấy nguyên nhân là một đám bụi che khuất ánh sáng, không phải lõi sao sắp sụp đổ. Bài viết tổng hợp những gì NASA và ESA đã công bố về đợt mờ đi này, về sao đồng hành Siwarha và về thời điểm Betelgeuse có thể phát nổ.

Betelgeuse Là Ngôi Sao Như Thế Nào?

Betelgeuse (Alpha Orionis) là sao siêu khổng lồ đỏ, không phải sao khổng lồ đỏ thông thường. NASA xếp nó là ngôi sao sáng thứ 10 trên bầu trời đêm. Phân loại quang phổ của nó là M1-M2 Ia-ab. Các thông số chính như sau:

• Khối lượng: Phần lớn ước tính nằm trong khoảng 10 đến 20 lần khối lượng Mặt Trời. Một nghiên cứu năm 2020 kết hợp mô hình tiến hóa và địa chấn sao cho kết quả 16,5 đến 19 lần.
• Bán kính: Giá trị phụ thuộc phương pháp đo, từ khoảng 700 đến hơn 1.000 lần bán kính Mặt Trời. Nghiên cứu năm 2020 nói trên cho 764 lần, tương đương khoảng 3,6 đơn vị thiên văn (AU). Nếu đặt vào vị trí của Mặt Trời, bề mặt Betelgeuse sẽ nuốt Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa và chạm tới vành đai tiểu hành tinh. Với các ước tính lớn hơn, nó có thể tiến gần quỹ đạo Sao Mộc.
• Khoảng cách: Chưa có con số chắc chắn. Vệ tinh Hipparcos của ESA cho khoảng 430 năm ánh sáng vào thập niên 1990. Các lần xử lý lại dữ liệu và phép đo vô tuyến cho kết quả từ 520 đến hơn 700 năm ánh sáng. Trang giới thiệu của NASA nêu khoảng 700 năm ánh sáng, còn nghiên cứu năm 2020 cho 530 đến 550 năm ánh sáng.
• Tuổi và giai đoạn tiến hóa: Betelgeuse khoảng 10 triệu năm tuổi, trẻ hơn Mặt Trời rất nhiều vì khối lượng lớn khiến nó tiêu hao nhiên liệu nhanh. Theo mô hình năm 2020, lõi sao đang đốt helium, ở giai đoạn đầu của nhánh sao siêu khổng lồ đỏ. Các phản ứng nhiệt hạch với neon, oxygen và silicon chỉ diễn ra trong giai đoạn cuối cùng, ngắn hơn nhiều.
• Độ sáng biến thiên: Betelgeuse là sao biến quang bán đều. Độ sáng thông thường dao động quanh cấp sao 0,1 đến 1, với hai chu kỳ chính là khoảng 400 ngày và khoảng 2.100 ngày (gần sáu năm).

Sao biến quang bán đều (Semiregular variable star) là loại sao có độ sáng biến đổi mang tính chu kỳ tương đối, nhưng không ổn định tuyệt đối - biên độ sáng, độ dài chu kỳ hoặc hình dạng đường cong ánh sáng sẽ thay đổi thất thường theo thời gian.

(Xem thêm: Vì Sao Các Trường Học Bắt Đầu Cấm AI Tạo Sinh?)

Great Dimming Năm 2019 Và 2020 Diễn Ra Ra Sao?

Betelgeuse bắt đầu tối dần từ tháng 10/2019. Đến giữa tháng 2/2020, độ sáng của nó rơi xuống khoảng cấp sao 1,6, thấp hơn mức ban đầu hơn ba lần. Sau đó sao sáng lại từ cuối tháng 2 và trở về bình thường vào tháng 4/2020, theo ESO.

Nhóm của Miguel Montargès dùng thiết bị SPHERE trên VLT chụp trực tiếp bề mặt Betelgeuse vào tháng 1/2019 (trước khi mờ), tháng 12/2019, tháng 1/2020 và tháng 3/2020. Ảnh cho thấy vùng phía nam tối hẳn đi trong thời gian mờ nhất. Kết quả được công bố trên tạp chí Nature năm 2021. Theo ESO, đây là những ảnh duy nhất cho thấy bề mặt một ngôi sao thay đổi độ sáng theo thời gian.

Cơ Chế Gây Ra Hiện Tượng Mờ Đi

Nhóm của Andrea Dupree (Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard và Smithsonian) kết hợp dữ liệu Hubble với nhiều đài quan sát khác, trong đó có tàu STEREO-A của NASA. Kết luận được NASA công bố năm 2022 là Betelgeuse đã phóng ra một khối lớn vật chất từ bề mặt, gọi là phun trào khối lượng bề mặt (Surface Mass Ejection, SME). Diễn biến theo từng bước như sau:

1. Từ tháng 9 đến tháng 11/2019, quang phổ cực tím của Hubble ghi nhận vật chất đặc và nóng di chuyển ra ngoài trong khí quyển sao.
2. Một phần bề mặt bị thổi bay. Nhiều khả năng nguyên nhân là một dòng đối lưu nóng trồi lên từ sâu bên trong sao. Lượng vật chất bị đẩy ra lớn gấp khoảng 400 tỷ lần một vụ phun trào vành nhật hoa (CME) điển hình của Mặt Trời.
3. Khu vực bề mặt bên dưới nguội đi và tạo thành một vùng lạnh cục bộ.
4. Khi nhiệt độ giảm, khí bị đẩy ra ngưng tụ thành hạt bụi rắn. ESO ghi nhận đây là lần đầu quan sát trực tiếp quá trình hình thành bụi sao diễn ra nhanh và gần bề mặt sao.
5. Đám bụi nằm trên đường ngắm từ Trái Đất, che ánh sáng từ khoảng một phần tư bề mặt sao. Độ sáng đạt đáy vào khoảng giữa tháng 2/2020.
6. Bụi tản dần, Betelgeuse sáng trở lại và về mức thường lệ vào tháng 4/2020. Quan sát của Hubble năm 2022 cho thấy khí quyển ngoài của sao đã trở lại bình thường, trong khi bề mặt vẫn còn dao động khi sao hồi phục.

NASA nhấn mạnh sự kiện này chưa từng được quan sát ở một ngôi sao bình thường, nhưng không phải bằng chứng cho thấy sao sắp nổ. Nó cung cấp dữ liệu về cách các sao đỏ mất khối lượng ở giai đoạn cuối đời, và lượng khối lượng mất đi ảnh hưởng đến số phận của chúng.

Siwarha, Sao Đồng Hành Của Betelgeuse

Giả thuyết Betelgeuse có sao đồng hành đã tồn tại hơn một thế kỷ, dựa trên chu kỳ biến thiên khoảng 2.100 ngày mà các mô hình không giải thích được bằng chính ngôi sao. Tháng 7/2025, nhóm do Steve Howell (Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA) dẫn đầu công bố phát hiện sao đồng hành bằng thiết bị chụp speckle 'Alopeke trên kính thiên văn Gemini North ở Hawaii. Ngôi sao nhỏ hơn này nằm đúng vị trí mà các mô phỏng dự đoán, rất gần rìa ngoài của Betelgeuse. Nhóm đặt tên là Siwarha, nghĩa là "chiếc vòng tay của nàng", vì Betelgeuse có nghĩa gốc là "bàn tay của al-Jawza'". Kết quả được đăng trên The Astrophysical Journal Letters.

• Bằng chứng từ Hubble: Báo cáo của nhóm Dupree công bố đầu năm 2026, dựa trên gần tám năm quan sát bằng Hubble và hai đài mặt đất, cho thấy dấu vết khí đặc ở khí quyển ngoài của Betelgeuse. Vết khí này xuất hiện ngay sau khi sao đồng hành đi qua phía trước Betelgeuse, khoảng sáu năm một lần, giống vệt nước sau thân một chiếc thuyền.
• Phân công hai chu kỳ: Chu kỳ khoảng 400 ngày được cho là do dao động của chính Betelgeuse. Chu kỳ khoảng 2.100 ngày được gán cho quỹ đạo của Siwarha.
• Kích thước: Siwarha nhỏ hơn Betelgeuse hàng trăm lần và mờ hơn rất nhiều. Các thông số chi tiết như khối lượng và loại sao vẫn đang được các nhóm nghiên cứu xác định.
• Quan sát tiếp theo: NASA cho biết Siwarha sẽ trở lại vị trí cách xa Betelgeuse nhất vào tháng 11/2027, thời điểm dễ phát hiện nhất.
• Liên hệ với Great Dimming: Một số nhà nghiên cứu cho rằng sao đồng hành có thể ảnh hưởng đến lượng bụi quanh Betelgeuse. Mối liên hệ này chưa được chứng minh và vẫn đang được kiểm chứng.

Betelgeuse Khi Nào Phát Nổ Thành Siêu Tân Tinh?

Betelgeuse sẽ kết thúc đời bằng một vụ nổ siêu tân tinh loại II, khi lõi sắt sụp đổ. NASA cho biết vụ nổ này không nhiều khả năng xảy ra trong khoảng 100.000 năm tới. Một số nguồn khác ghi khung thời gian rộng hơn, đến khoảng một triệu năm. Dữ liệu hiện có không cho phép dự báo chính xác hơn.

• Khi nổ, Trái Đất thấy gì: Betelgeuse có thể sáng cỡ Trăng tròn và nhìn thấy được vào ban ngày trong nhiều tuần.
• Tàn dư: Theo NASA, sao sẽ để lại sao neutron hoặc lỗ đen, tùy lượng vật chất còn lại sau vụ nổ.
• Mức độ an toàn: Siêu tân tinh chỉ gây nguy hiểm cho sinh quyển khi ở trong khoảng 25 năm ánh sáng. Betelgeuse cách xa hơn 500 năm ánh sáng. Nó cũng không thuộc loại sao có thể tạo ra chớp tia gamma.
• Số phận của Siwarha: Theo các mô hình hiện nay, lực thủy triều có thể kéo Siwarha xoắn vào trong và bị Betelgeuse nuốt trong khoảng 10.000 năm tới, trước khi Betelgeuse phát nổ.

Môi Trường Xung Quanh Betelgeuse Theo Quan Sát Của ESA

Kính thiên văn không gian Herschel của ESA chụp hồng ngoại xa quanh Betelgeuse và ghi lại một loạt vòng cung vật chất cách ngôi sao khoảng 6 đến 7 phút cung. Đó là vật chất sao đã đẩy ra khi tiến hóa thành sao siêu khổng lồ đỏ, bị nén lại do va chạm với môi trường liên sao khi Betelgeuse di chuyển trong không gian. Hubble (hợp tác NASA và ESA) cũng chụp bức ảnh trực tiếp đầu tiên về bề mặt một ngôi sao ngoài Mặt Trời vào năm 1995, và đó chính là Betelgeuse.

Câu Hỏi Thường Gặp

• Betelgeuse nằm ở đâu trên bầu trời và cách Trái Đất bao xa? Betelgeuse nằm ở vai của chòm sao Thợ Săn (Orion). Khoảng cách ước tính từ khoảng 500 đến 700 năm ánh sáng tùy phương pháp đo.
• Việc Betelgeuse mờ đi có phải dấu hiệu sắp nổ không? Không. Phân tích của NASA và ESO cho thấy nguyên nhân là đám bụi hình thành từ vật chất bị phun ra và vùng bề mặt nguội đi. Lõi sao không có thay đổi nào liên quan.
• Nếu Betelgeuse nổ, Trái Đất có bị ảnh hưởng không? Không. Khoảng cách trên 500 năm ánh sáng là quá xa để bức xạ của vụ nổ gây hại cho khí quyển hay sự sống.
• Siwarha là gì? Đó là sao đồng hành nhỏ và mờ quay quanh Betelgeuse. Nhóm của Steve Howell chụp được nó năm 2025 bằng kính Gemini North. Hubble ghi nhận vệt khí do nó để lại ở khí quyển ngoài của Betelgeuse.
• Betelgeuse có thể mờ đi lần nữa không? Có thể. Betelgeuse là sao biến quang, và sự kiện mất khối lượng theo từng đợt được cho là điển hình của sao siêu khổng lồ đỏ. Các nhà thiên văn vẫn theo dõi nó thường xuyên.

Kết Luận

Great Dimming của Betelgeuse là một đợt phun trào khối lượng bề mặt chưa từng quan sát được ở sao bình thường, kéo theo vùng lạnh và đám bụi che khuất ánh sáng, và nó không báo hiệu vụ nổ sắp xảy ra. Phát hiện Siwarha giúp giải thích chu kỳ biến thiên gần sáu năm đã làm các nhà thiên văn bối rối hơn một thế kỷ. Betelgeuse vẫn sẽ nổ thành siêu tân tinh, nhưng theo NASA điều đó không xảy ra trong khoảng 100.000 năm tới. Lần quan sát quan trọng kế tiếp sẽ diễn ra khi Siwarha trở lại vị trí xa nhất vào tháng 11/2027.

Nguồn tham khảo:

• NASA, "NASA Scientist Finds Predicted Companion Star to Betelgeuse": nasa.gov