Pa 30 Là Gì? Tàn Tích Siêu Tân Tinh SN 1181
Bài viết phát hành:
Cập nhật lần cuối:
Năm 1181, các nhà thiên văn ở nhiều nơi trên thế giới ghi lại cùng một hiện tượng lạ: một "ngôi sao khách" bất ngờ xuất hiện trên bầu trời rồi tắt dần. Gần tám thế kỷ sau, các kính viễn vọng hiện đại tìm thấy một đám khí hình pháo hoa ở đúng vị trí đó, với một ngôi sao kỳ lạ nằm ngay trung tâm. Đó là Pa 30. Bài viết trả lời bảy câu hỏi phổ biến nhất về vật thể này, từ nguồn gốc cái tên cho đến việc liệu người chơi thiên văn nghiệp dư có quan sát được hay không.
Tàn Tích Siêu Tân Tinh Pa 30 Là Gì?
Pa 30 là một tinh vân nằm trong chòm sao Cassiopeia, được các nhà thiên văn cho là tàn tích của một vụ nổ siêu tân tinh xảy ra năm 1181. Nó còn có tên khác là IRAS 00500+6713. Đây là tinh vân duy nhất trong Dải Ngân Hà được biết đến là di tích của một loại siêu tân tinh đặc biệt gọi là Type Iax.
- Vị trí: Chòm sao Cassiopeia ở bầu trời phía bắc, có xích vĩ khoảng +67°30′.
- Khoảng cách: Gần 8.000 năm ánh sáng.
- Hình dạng: Gần như tròn, kích thước khoảng 171 × 156 giây cung, cấu tạo từ rất nhiều sợi khí mảnh tỏa ra từ tâm.
- Tuổi: Khoảng 845 năm, tính từ vụ nổ năm 1181.
- Tốc độ giãn nở: Khoảng 1.100 km/s, và tốc độ này giúp các nhà khoa học ước tính tuổi của tinh vân.
- Ở các bước sóng khác nhau: Rất sáng ở hồng ngoại và tia X, nhưng rất mờ ở ánh sáng thường.
(Xem thêm: Sự Thật Về Hang Động Lovelock Và Người Khổng Lồ Tóc Đỏ)
Mối Liên Hệ Giữa Pa 30 Và Sự Kiện "SN 1181" Là Gì?
SN 1181 là tên gọi của "ngôi sao khách" được ghi lại vào tháng 8 năm 1181 bởi các nhà thiên văn Trung Quốc, Nhật Bản và Ả Rập trong khu vực ngày nay là chòm sao Cassiopeia. Hiện tượng này sáng trên bầu trời trong 185 ngày. Pa 30 được xem là tàn tích của vụ nổ đó vì ba lý do:
- Tuổi khớp nhau: Từ tốc độ giãn nở của tinh vân, các nhà thiên văn tính ra tuổi vào khoảng 850 năm, phù hợp với mốc năm 1181.
- Vị trí khớp nhau: Pa 30 nằm gần vị trí ước tính của SN 1181 hơn so với 3C 58, vật thể từng được đề xuất trước đó.
- Độ sáng khớp nhau: Dựa trên tuổi và độ sáng ước tính, các nhà khoa học cho rằng Pa 30 là tàn tích khả dĩ nhất của SN 1181.
Mối liên hệ này được đưa ra năm 2021 trong một nghiên cứu do Andreas Ritter cùng các đồng nghiệp thực hiện. Trước đó, SN 1181 là một trong những siêu tân tinh trẻ nhất của Dải Ngân Hà mà chưa tìm được tàn tích đáng tin cậy.
Ngôi sao khách (tiếng Anh: guest star, tiếng Trung: 客星, khách tinh): là cách các nhà thiên văn cổ đại, đặc biệt ở Trung Quốc, gọi một thiên thể sáng bất ngờ xuất hiện ở nơi trước đó không có sao, rồi mờ dần và biến mất sau một thời gian. Với họ, nó giống một "vị khách" ghé qua bầu trời, còn các ngôi sao thường là "cư dân" cố định.
Tại Sao Ngôi Sao Ở Trung Tâm Pa 30 Lại Được Gọi Là "Ngôi Sao Zombie" (Zombie Star)?
Thông thường, một vụ nổ siêu tân tinh loại Ia phá hủy hoàn toàn sao lùn trắng. Ở Pa 30, vụ nổ chỉ là một vụ nổ không hoàn toàn (Type Iax), nên một phần của ngôi sao sống sót. Truyền thông khoa học gọi nó là "ngôi sao zombie" vì nó vẫn tồn tại sau một thảm họa lẽ ra đã tiêu diệt nó.
- Vị trí khác thường: Ngôi sao nằm ngay giữa tinh vân. Các nhà nghiên cứu nhận xét sao còn lại sau những vụ nổ kiểu này thường bị đẩy lệch khỏi tâm, nên vị trí chính giữa là điều khó giải thích.
- Cực nóng: Nhiệt độ khoảng 200.000 độ C.
- Gió sao rất mạnh: Tốc độ gió lên tới khoảng 16.000 km/s, tương đương khoảng 5% tốc độ ánh sáng.
- Thành phần lạ: Phổ của ngôi sao và tinh vân thiếu hydro và heli, nhưng giàu các nguyên tố như oxy, carbon, neon, magie, silic và lưu huỳnh.
- Tên khác: Ngôi sao này còn được gọi là "ngôi sao của Parker" (Parker's star) và mang ký hiệu WD J005311.
Tại Sao Tinh Vân Này Có Hình "Chuỗi Ngọc" Hay Bông Hoa Bồ Công Anh?
Trong các ảnh chi tiết mới nhất từ kính viễn vọng Gemini North ở Hawaii, những sợi khí từng trông như vệt liền thực ra là các chuỗi hạt khí có kích thước gần bằng nhau, giống chuỗi ngọc. Cách chúng tỏa ra từ tâm gợi hình ảnh pháo hoa hoặc bông hoa bồ công anh.
- "Hạt ngọc": Các nút khí có đường kính khoảng 4 ngày ánh sáng.
- Chi tiết chưa từng thấy: Ảnh mới cho thấy số cấu trúc dạng sợi nhiều hơn khoảng mười lần so với những gì các quan sát trước đó phân giải được.
- Cấu trúc tỏa tròn: Các sợi khí mảnh, gần như hướng tâm, phân bố đối xứng cầu quanh ngôi sao trung tâm. Hình dạng này chưa từng thấy ở di tích siêu tân tinh nào khác.
- Nguyên nhân được đề xuất: Gió cực mạnh từ ngôi sao trung tâm thổi mòn các cụm khí có tốc độ thấp hơn do vụ nổ phóng ra, tạo thành các sợi hướng tâm. Đây vẫn là giả thuyết đang được kiểm tra.
Lưu ý: cách gọi "bông hoa bồ công anh" là phép so sánh về hình dạng, còn các nhà khoa học thường mô tả bằng từ "pháo hoa" (fireworks) hoặc "sợi hướng tâm" (radial filaments).
Nguồn Gốc Sinh Ra Vụ Nổ Siêu Tân Tinh Này Là Gì?
Giả thuyết được ủng hộ nhiều nhất là vụ nổ xuất phát từ sự hợp nhất của hai sao lùn trắng. Sao lùn trắng là lõi còn lại, rất đặc, của một ngôi sao đã cạn nhiên liệu.
- Hai sao lùn trắng va chạm: Theo nhà nghiên cứu Bradley Schaefer, mô hình duy nhất phù hợp với quan sát là hai sao lùn trắng va nhau, một sao chủ yếu là carbon và oxy, sao kia chủ yếu là oxy và neon.
- Vụ nổ nhiệt hạch không hoàn chỉnh: Kết quả được cho là một vụ nổ nhiệt hạch không phá hủy toàn bộ ngôi sao, tạo nên một siêu tân tinh mờ hơn bình thường thuộc nhóm Type Iax.
- Dấu hiệu phù hợp: Tốc độ giãn nở thấp của tinh vân phù hợp với đặc điểm của siêu tân tinh Type Iax, vốn có vận tốc thấp hơn các siêu tân tinh Ia thông thường.
- Khối lượng ngôi sao sống sót: Ước tính nằm trong khoảng từ 1,0 đến 1,65 lần khối lượng Mặt Trời, nên nó có thể là một sao lùn trắng khối lượng rất lớn.
- Vẫn còn tranh luận: Một số nghiên cứu cho rằng hệ Pa 30 vẫn đặt ra thách thức cho mô hình Type Iax, ví dụ vì ngôi sao nằm ở tâm trong khi vụ nổ lệch tâm thường đẩy nó đi chỗ khác. Chi tiết chính xác của vụ nổ vẫn chưa được làm rõ hoàn toàn.
Ai Là Người Đã Khám Phá Ra Pa 30?
Pa 30 do Dana Patchick, một nhà thiên văn nghiệp dư người Mỹ, phát hiện vào tháng 8 năm 2013. Ông tìm thấy nó khi xem dữ liệu lưu trữ của kính viễn vọng hồng ngoại WISE của NASA, trong một nỗ lực của giới nghiệp dư nhằm tìm và phân loại các tinh vân hành tinh.
- Nguồn gốc cái tên: Đây là tinh vân thứ 30 mà Patchick tìm thấy, nên mang tên Pa 30.
- Nhầm lẫn ban đầu: Ông tưởng đó là một tinh vân hành tinh. Các quan sát tiếp theo bằng kính viễn vọng 2,1 m ở Kitt Peak chỉ thấy một mảng phát xạ mờ.
- Phát hiện về ngôi sao trung tâm: Phổ của ngôi sao ở tâm cho thấy gió cực nhanh và đặc điểm lạ, không giống ngôi sao trung tâm của tinh vân hành tinh. Một số nhà thiên văn nghiệp dư người Pháp dùng kính viễn vọng 8 inch thu được phổ của ngôi sao xanh này.
- Bước ngoặt: Quan sát bằng bộ lọc lưu huỳnh của nhóm Robert Fesen, Bradley Schaefer và Dana Patchick cho thấy nhiều sợi khí dài, mảnh hội tụ về ngôi sao nóng ở tâm, rồi nghiên cứu năm 2021 liên hệ Pa 30 với SN 1181.
Có Thể Quan Sát Pa 30 Bằng Kính Thiên Văn Nghiệp Dư Không?
Rất khó. Pa 30 nổi bật ở hồng ngoại và tia X nhưng rất mờ ở ánh sáng thường, và ban đầu chỉ phát hiện được qua dải phát xạ của oxy ion hóa ([O III]). Những quan sát đầu tiên bằng kính viễn vọng 2,1 m, kích thước chuyên nghiệp, cũng chỉ thấy một mảng phát xạ khuếch tán mờ.
- Nhận định của người viết: Với thông tin trên, việc nhìn thấy tinh vân trực tiếp bằng mắt qua kính nghiệp dư thông thường nhiều khả năng không khả thi. Các nguồn không nêu độ sáng cụ thể để khẳng định ngưỡng quan sát.
- Cách tiếp cận khả dĩ hơn: Nhiều nhà thiên văn nghiệp dư đã đóng góp, từ việc phát hiện Pa 30 trong dữ liệu WISE đến thu phổ ngôi sao trung tâm bằng kính 8 inch. Người chụp ảnh thiên văn có kính lớn và bộ lọc dải hẹp có thể thử, nhưng đó là hướng thử nghiệm, chưa có bằng chứng từ các nguồn trên.
- Vị trí: Pa 30 nằm trong chòm sao Cassiopeia, bầu trời phía bắc, xích vĩ khoảng +67°30′.
- Nơi xem ảnh đẹp: Các ảnh chi tiết nhất hiện nay đến từ kính viễn vọng Gemini North và Keck, nên bạn có thể xem trực tiếp các ảnh này thay vì tự quan sát.
Kết Luận
Pa 30 là mảnh ghép hiếm: một tinh vân trẻ, hình pháo hoa, với một ngôi sao sống sót ở trung tâm sau vụ nổ mà người xưa từng ghi lại năm 1181. Vật thể này được phát hiện bởi một nhà thiên văn nghiệp dư, và hiện là di tích duy nhất của siêu tân tinh Type Iax được biết đến trong Dải Ngân Hà. Dù mối liên hệ với SN 1181 và cơ chế nổ chi tiết vẫn còn được nghiên cứu, Pa 30 đã trở thành "phòng thí nghiệm tự nhiên" giúp hiểu cách các sao lùn trắng chết đi.
