MỤC LỤC
FullTrip.vn – Có những đêm, khi ngước mắt lên trời, chúng ta chợt thấy hằng ha sa số những sao lớn sao nhỏ lấp la lấp lánh, đẹp không sao tả xiết. Nhưng ít ai biết, đó có thể là đêm cuối cùng ngôi sao ấy tỏa sáng. Đêm sau và những đêm sau nữa, nó đã lặng lẽ lụi tàn, nhường lại vị trí cho một ngôi sao mới thay nó dệt nên một thiên hà lung linh, rực rỡ.
Trong bài hôm nay, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về vòng đời của một ngôi sao kể từ khi sinh ra đến khi nó biến mất.
Sao có tên tiếng Anh là Star, song người Trung Quốc lại gọi nó là hằng tinh hay định tinh, ý chỉ một ngôi sao đứng yên. Đây là cách để họ phân biệt nó với hành tinh có nghĩa một ngôi sao chuyển động.
Sao là một thiên thể plasma, một quả cầu khí nóng cực lớn có khả năng tỏa nhiệt và tự phát sáng được neo giữ bởi lực hấp dẫn của chính nó. Ta thấy sao nhỏ xíu bởi chúng cách ta rất, rất xa. Sao được sinh ra từ những đám mây khí và bụi khổng lồ gọi là tinh vân sau khi vũ trụ khoảng 300 triệu năm tuổi. Thành phần chủ yếu của chúng chỉ có hydro và heli đi kèm một lượng nhỏ các nguyên tố khác được nén chặt trong lõi sao.
Vòng đời của một ngôi sao diễn ra như thế nào?
Vòng đời của các ngôi sao kể từ khi sinh ra cho đến khi lụi tàn đa phần đều tương tự nhau mặc dù tuổi thọ của từng ngôi không giống nhau. Nói vui vui thì con người chúng ta có 60 năm nhân sinh (giờ thì phải hơn rồi), còn sao thì có 6 giai đoạn cuộc đời cũng kinh qua đủ sinh – lão – bệnh – tử như con người vậy. Ta cùng điểm qua nào!
Giai đoạn 1: Tiền sao ra đời
Những đám tinh vân – nơi các ngôi sao ra đời – vốn dĩ lạnh và đặc, trong chúng đầy ắp khí hydro. Ngày nọ, kết cấu của tinh vân trở nên kém ổn định do một nguyên nhân nào đó như đụng độ với tinh vân khác hay chịu ảnh hưởng bởi sóng xung kích phát ra từ một vụ nổ siêu tân tinh hoặc bị tác động bởi một vụ va chạm giữa hai thiên hà… Thế là chúng vỡ vụn thành nhiều mảnh lớn nhỏ khác nhau. Các vật chất tồn tại trong những mảnh vỡ nhờ chính lực hấp dẫn của chúng mà lần nữa được cố kết thành một khối chặt hơn. Theo thời gian, khối này từ từ co lại hình thành nên một quả cầu lớn gọi là tiền sao.
Giai đoạn 2: Ngôi sao mới chính thức ra mắt “showbiz vũ trụ”
Tiền sao tiếp tục co lại, lực hấp dẫn hút các vật chất vào lõi của nó khiến lõi trở nên đặc và nóng hơn. Những mảnh vỡ ban đầu càng chứa nhiều vật chất thì nhiệt độ và áp suất càng tăng khi tiền sao phát triển. Đến một mức độ tăng cần thiết sẽ hình thành phản ứng hạt nhân biến hydro thành heli, kích phát việc giải phóng năng lượng dưới dạng tia gamma và ngôi sao mới chính thức hình thành. Lõi sao phát sáng tạo áp suất tỏa ra bên ngoài giúp cân bằng với lực hấp dẫn hút vào trong làm ngừng quá trình co lại. Vậy là ngôi sao của chúng ta đã được định hình.
![](http://fulltrip.vn/wp-content/uploads/2023/10/troi-sao-lap-lanh.jpg)
Trên trời cao có muôn vàn ánh sao…
Giai đoạn 3: Sao trưởng thành
Cuộc đời của một ngôi sao bắt đầu cũng đồng nghĩa với việc nó phải tự thân nỗ lực để đương đầu với sóng gió cuộc đời. Điều này chẳng khác gì cuộc đời con người cả. Giống như mọi ngôi sao khác, muốn tỏa sáng, sao mới cần liên tục tổng hợp hạt nhân tạo nên khí heli và giải phóng năng lượng chống lại lực hấp dẫn của chính mình cho tới khi hết sạch nhiên liệu dự trữ. Sao càng nặng thì phản ứng hạt nhân diễn ra càng nhiều khiến hydro trong lõi cạn kiệt nhanh hơn. Quá trình trưởng thành của ngôi sao tuy đau đớn, dồn nén đấy nhưng lại vô cùng xứng đáng. Đơn giản bởi, chúng đã được tỏa ráng rực rỡ trong suốt những năm tháng thanh xuân ấy.
Giai đoạn 4: Sao biến đổi
Ở các ngôi sao nhỏ và nhẹ, khi hydro trong lõi cạn kiệt, ánh sáng của chúng sẽ từ từ lụi tắt. Nhưng với các ngôi sao lớn và nặng thì khác. Lõi của chúng nóng và đặc tới mức phản ứng hạt nhân có thể lan ra khỏi vùng lõi làm vỏ ngoài ngôi sao phồng to, nguội đi, đồng thời phát ra ánh sáng đỏ. Người ta gọi là sao khổng lồ đỏ hay sao siêu khổng lồ đỏ.
Hình dạng của sao biến đổi, song không vì thế mà lõi của nó ngừng co lại và nóng lên. Đây là lúc lõi ngôi sao tiếp tục thực hiện các phản ứng nhiệt hạt nhân để đốt cháy các nguyên tố nặng hơn heli như cacbon, neon, oxy, magie, silic…
Giai đoạn 5: Sao lão hóa
Gần cuối đời, phản ứng tổng hợp có thể diễn ra ngay tại các lớp bên trong ngôi sao, mỗi lớp tổng hợp các nguyên tố khác nhau trong bảng tuần hoàn hóa học. Cho đến khi tạo ra sắt – nguyên tố nặng có năng lượng liên kết lớn hơn hết thảy thì quá trình giải phóng năng lượng mới dừng lại. Lúc này, lõi của ngôi sao sẽ dần trở thành một quả bóng sắt khổng lồ được bao quanh bởi các lớp nguyên tố khác. Sự biến đổi của nó đã đi đến điểm cuối vì nó không thể tạo ra năng lượng bằng cách đốt cháy các hạt nhân sắt.
Giai đoạn 6: Sao tàn lụi
Thời điểm các ngôi sao trở nên quá đỗi già nua là lúc chúng tàn lụi. Thọ mệnh của chúng phụ thuộc vào chính trọng lượng ban đầu của chúng chứ không vì nguyên do nào khác. Trọng lượng ấy chỉ có thể biết được sau khi sao đã hình thành.
Cái chết của các ngôi sao có thể xảy ra theo 3 cách:
Trọng lượng Mặt trời = 1,9891 × 1030 kg – gấp 332.946 lần Trọng lượng Trái Đất
– Sao nhỏ – nhẹ: Lấy trọng lượng Mặt trời làm chuẩn, sao nhẹ hơn một nửa Mặt trời sẽ tàn rất chậm bởi tốc độ cạn kiệt hydro trong lõi của nó chậm hơn những ngôi sao lớn và nặng. Khi dùng hết hydro dự trữ, nó bắt đầu tận dụng hydro trong bầu khí quyển. Nhưng vì không phát đủ lực hấp dẫn để lôi kéo các nguyên tố khác làm nhiên liệu nên nó từ từ co lại thành sao lùn đen lạnh lẽo, chết chóc rồi mất hút khỏi vũ trụ.
– Sao trung bình: Là những ngôi sao có trọng lượng ngang ngửa Mặt trời, sau khi phình to thành sao khổng lồ đỏ, lõi của chúng tiếp tục tổng hợp heli. Dùng cạn sạch heli, chúng hô biến thành sao lùn trắng với lớp vỏ ngoài phình to vào không gian như một đám mây mảnh vỡ. Các sao lùn trắng nguội và đậm đặc. Kích thước của chúng chỉ xấp xỉ Trái Đất nhưng trọng lượng lại xấp xỉ Mặt trời. Nếu bạn muốn nhấc một thìa cà phê vật chất của sao lùn trắng, bạn sẽ thất bại bởi nó nặng ít nhất 1 tấn cơ ạ.
– Sao lớn – nặng: Cứ có trọng lượng gấp khoảng 8 lần Mặt trời thì được giới thiên văn học coi là một ngôi sao nặng. Sao lớn và nặng luôn có cách chết lạ lùng và dữ dội khiến người ta phải nhớ về nó. Sau khi lần lượt trở thành sao siêu khổng lồ đỏ và cuối cùng là tạo ra lõi sắt, nó sẽ bị chính lực hấp dẫn của mình hủy diệt thông qua một vụ nổ thảm khốc có tên là siêu tân tinh. Trong vụ nổ này, vỏ ngoài của ngôi sao sẽ nổ tung, còn lõi bên trong thì tiếp tục sụp đổ. Kết cục, lõi nhỏ trở thành sao nơtron, còn lõi lớn bị nghiền nát cho tới khi nhỏ hơn nguyên tử 1 tỷ lần và sinh ra lỗ đen – nơi có lực hấp dẫn lớn đến mức có thể xé nhỏ mọi thứ trên đời, bao gồm cả ánh sáng.
Vòng đời của một ngôi sao có thể tới đến hàng triệu, thậm chí hàng tỷ năm, vì thế, chúng ta không thể quan sát được quá trình già đi của nó bằng mắt thường mà phải nhờ đến quá trình nghiên cứu của các nhà thiên văn học. Phần lớn những ngôi sao trong thiên hà có tuổi thọ từ 1 – trên 10 tỷ năm. Sao nặng tương tự trọng lượng Mặt trời có tuổi thọ khoảng 10 tỷ năm. Còn sao khổng lồ chỉ thọ 10 – 15 triệu năm, riêng các sao siêu khổng lồ thì chỉ tồn tại trong vũ trụ này vài triệu năm mà thôi.
Tại sao chúng ta không thể ngắm sao vào ban ngày?
Ban ngày, thường chúng ta không nhìn thấy sao đơn giản vì chúng đã bị che lấp bởi ánh sáng Mặt trời được tán xạ nhờ bầu khí quyển bao quanh Trái Đất. Bản thân Mặt trời cũng là một ngôi sao đó ạ, ngôi sao có kích thước vào hàng trung bình thôi nhưng lại gần Trái Đất của chúng ta nhất. Chỉ mất tầm 8 phút 20 giây là những tia sáng chói lòa của Mặt trời đã có thể nhảy nhót trên bề mặt Trái đất, trong khi đó, một ngôi sao khác được cho là gần ta nhất nếu không tính Mặt trời là sao lùn đỏ mang tên Cận Tinh thuộc chòm sao Bán Nhân Mã muốn chiếu sáng tới Trái đất phải mất tận… 4 năm. Quả là một cách biệt ghê gớm!
Tuy nhiên, bạn muốn quan sát các ngôi sao đơn độc hay các chòm sao vào ban ngày vẫn hoàn toàn có thể nếu trong tay bạn có một chiếc kính viễn vọng chất lượng. Nhưng không thể phủ nhận, ngắm sao bằng kính viễn vọng vào ban đêm vẫn là yo-most nhất, vì khi ấy, bạn sẽ nhìn thấy sao một cách rõ ràng và trọn vẹn nhất.
Còn vô vàn điều bí ẩn xoay quanh những ngôi sao đang chờ nhân loại khám phá. Đó có thể là câu chuyện về Sao Chổi và lời đồn ngày tận thế hoặc về dải thiên hà trong vũ trụ bao la. Hãy đón chờ loạt bài tiếp theo của chúng tôi để lật mở dần những bí ẩn thú vị ấy! Xin cảm ơn và hẹn gặp lại!
Xem trọn ven video về Vòng đời của một ngôi sao TẠI ĐÂY: