Sao lùn đen: Kết thúc của sự tiến hóa sao (trên lí thuyết)

Giai đoạn cuối cùng của sự tiến hóa sao đối với nhiều sao là một sao lùn đen. Bởi chúng không hề phát xạ nhiệt hay ánh sáng, nên các vật thể này sẽ là một thách thức nếu chúng tồn tại và chúng ta muốn dò tìm chúng bằng công nghệ hiện nay. Tuy nhiên, các sao lùn đen mất hàng triệu tỉ năm để hình thành. Với chưa tới 14 tỉ năm tuổi, vũ trụ của chúng ta hãy còn quá trẻ để tạo ra bất kì sao lùn đen nào.

Một sao trong chuỗi chính không có đủ khối lượng cần thiết để nổ thành siêu tân tinh và trở thành sao lùn trắng, một sao ‘chết’ đã đốt hết toàn bộ nhiên liệu hydrogen và helium của nó. Song sao lùn trắng vẫn còn nóng trong một thời gian, y hệt như một cái lò nướng vẫn phát xạ nhiệt ngay cả khi nó đã tắt.

Sau một thời gian cực kì dài, toàn bộ lượng nhiệt tàn dư sẽ lan tỏa ra xa hết. Chẳng còn phát xạ nhiệt hay ánh sáng nữa, sao lùn trắng sẽ trở thành sao lùn đen. Vì nó không phát ra bức xạ, nên hầu như không thể nào nhìn thấy nó được. Tuy nhiên, sao lùn đen đó vẫn giữ được khối lượng của nó, cho phép các nhà khoa học dò ra các hiệu ứng do trường hấp dẫn của nó gây ra.

Kính thiên văn vũ trụ Hubble của NASA đã chụp ảnh một vùng sao lốm đốm. Các sao lùn trắng cổ xưa này có tuổi 12 đến 13 tỉ năm, chỉ hơi trẻ hơn một chút so với bản thân vũ trụ. Trên lí thuyết, các sao lùn trắng cuối cùng sẽ ngừng phát xạ ánh sáng và nhiệt và trở thành sao lùn đen. Ảnh: NASA và H. Richer (ĐH British Columbia)

Thế nhưng chúng ta chẳng cần bắt tay tìm kiếm các sao lùn đen ấy làm gì. Hiện nay, chúng chỉ có mặt trên lí thuyết. Các nhà khoa học đã tính được rằng một sao lùn trắng sẽ cần ít nhất một trăm triệu tỉ năm để nguội dần và trở thành sao lùn đen, theo nhà thiên văn học Ethan Siegel.

Cho dù một sao lùn trắng đã ra đời từ thời khắc Big Bang – đó là điều không thể, vì một sao phải trải qua vài giai đoạn tiến hóa tiêu tốn tổng cộng ít nhất một tỉ năm – thì ngày nay nó vẫn còn là sao lùn trắng, vẫn chưa đủ nguội hẳn.

Các sao lùn nâu, các vật thể quá nhỏ để đạt tới điểm nhiệt hạch, từng được gọi là sao lùn đen.

Không nên nhầm lẫn sao lùn đen với lỗ đen hay sao neutron, cả hai vật thể này đều đã được quan sát thấy.

Nguồn: Space.com