Ban đầu, chỉ có bóng tối... và sau đó...
BANG! Sinh ra một vật rộng đến vô hạn
về thời gian, không gian và vật chất.
Bây giờ, xem chi tiết hơn chúng ta đã từng tưởng tượng vượt qua giới hạn sự tồn tại của mình,
ở một nơi chúng ta gọi là... VŨ TRỤ.
VT TeamSub - carot_hh524 Viettorrent.vn
Mỗi ngôi sao bạn thấy lấp lánh trên bầu trời đêm,
là khối cầu phát sáng của khí quá nhiệt,
lớn hơn nhiều so với bất kì hành tinh nào.
Và mỗi ngôi sao đều có một câu chuyện để kể.
Sự ra đời đột ngột,
một cuộc sống bên bờ rìa.
trọng lực tập trung các ngôi sao ở vị trí đầu tiên,
và rồi muốn nghiền nát chúng.
Và một cái chết nổ rầm rầm trên bầu trời.
Tất cả mọi thứ biến mất trong lóe sáng,
vụ nổ lớn nhất trong Vũ trụ.
Vũ trụ thời kì dễ biến động và hoạt động nhất...
Sự sống và cái chết của một ngôi sao.
Như một thành phố rực rỡ trên sa mạc,
Các thiên hà xuất hiện từ bóng tối của Vũ trụ.
Những thiên hà được tạo từ hàng tỉ ánh sáng rực rỡ được gọi là những ngôi sao.
Có hàng tỉ và hàng tỉ ngôi sao.
Thực tế, trong thiên hà chúng ta có 400 tỉ ngôi sao,
chỉ trong thiên hà chúng ta.
Nhưng làm thế nào những ngôi sao này được sinh ra?
Nó sẽ chết như thế nào?
Và sẽ như thế nào khi tất cả con người trên Trái Đất
có được cuộc sống của họ nhờ cái chết của những ngôi sao?
Cuộc tìm kiếm cho các câu trả lời bắt đầu từ đây,
trong một đám mây của bụi và khí
lơ lửng trong hoang mạc giữa các vì sao.
Bạn đang nhìn thấy Những cây cột của Tạo hóa.
Những cây cột của Tạo hóa là một vườn ươm sao.
Ngôi sao mới đang trong quá trình được sinh ra trong khu vực trung tâm.
Nằm cách Trái Đất 7000 năm ánh sáng,
các cây cột là một phần của Tinh vân Eagle,
mà chỉ là một trong 1 tỉ khu vực hình thành sao trong Vũ trụ.
Các cây cột là những đám mây bụi và khí hydro cao chót vót.
Nếu bạn còn nhớ Bảng tuần hoàn các nguyên tố trong lớp hóa học,
bạn có các nguyên tố nhẹ đứng ở đầu bảng,
Hydro, Heli, Liti, phân loại của chúng.
Và những nguyên tố nặng hơn thì bạn thấy ở phía dưới.
Đó là Hydro, khí nhẹ nhất, đơn giản và phổ biến nhất của các nguyên tố trong Vũ trụ,
đó là thành phần chủ yếu của các ngôi sao.
Trong một tinh vân, khối khí và bụi này
từ từ hợp nhất lại thành đám mây nhỏ trong vòng hơn một triệu năm,
kéo lẫn nhau bằng một sức mạnh rất thông thường.
Cùng sức mạnh đó
kết nối chúng ta ở đây với Trái Đất, nó giữ cho ta ở trên Trái Đất,
trọng lực, cũng là sức mạnh kéo mọi thứ với nhau
theo một cách mà cho chúng ta...
các hành tinh và ngôi sao và thiên hà trong Vũ trụ.
Trọng lực, trong nhiều phương diện, là sức mạnh quan trọng nhất trong thiên văn học.
Và khi trọng lực hoạt động trong Vũ trụ
một trong những thứ cơ bản mà nó tạo ra là các ngôi sao.
Các ngôi sao được sắp xếp theo các đơn vị cơ bản nhất của khối
mà được tạo khi trọng lực kéo các khối lại với nhau.
Mỗi đám mây thu nhỏ lại
có thể tạo ra ở bất cứ đâu từ vài chục
đến vài ngàn ngôi sao.
Để tạo thành một ngôi sao như Mặt trời chúng ta,
1 triệu dặm ngang,
nó cần một khối khí và bụi
gấp 100 lần kích thước của Hệ Mặt Trời.
Những đám mây bắt đầu cuộc sống khắc nghiệt lạnh lẽo,
với nhiệt độ âm vài trăm độ F.
Tuy nhiên khi trọng lực phân mảnh và nén chúng lại,
nhiệt độ bắt đầu tăng cao.
Trong vòng vài trăm ngàn năm,
đám mây quay tròn thành hình cái đĩa phẳng.
Trọng lực làm trung tâm của đĩa kết lại thành khối cầu,
nơi nhiệt độ tăng rất nóng đến 2 triệu độ.
Hệ thống phát sáng này hiện nay được biết đến như là "tiền sao".
10 triệu năm sau,
vụ nổ lõi hydro của ngôi sao non trẻ
nhanh chóng vuợt qua 17 triệu độ,
và điều gì đó không thể tin đuợc đã xảy ra.
Lõi trở nên rất nóng, nó có thể duy trì phản ứng nhiệt hạch.
Phản ứng nhiệt hạch...
có nhiều âm tiết nhưng chỉ có nghĩa là nó nóng ở đó
và các nguyên tử nhỏ trở thành các nguyên tử lớn.
Các nguyên tử Hydro chuyển động đủ nhanh
mà chúng sẽ thực sự hợp nhất lại với nhau
và tạo thành một nguyên tử Heli.
Phản ứng hạt nhân đó sinh ra một luợng năng luợng
để cung cấp cho ngôi sao trong suốt cuộc đời của nó,
cho nó một nguồn ánh sáng và nhiệt liên tục.
Đó là sự tự phát sáng, nó tự tạo ra nhiệt cho mình.
Và đó là điều cốt lõi của những gì tạo nên một ngôi sao.
Nếu bạn có phản ứng nhiệt hạch, bạn sẽ có một ngôi sao.
Một khi đuợc sinh ra, cuộc đời một ngôi sao sẽ là một cuộc chiến liên tục,
một trận chiến dốc hết sức chống lại trọng lực.
Trọng lực tập trung các ngôi sao ở vị trí đầu tiên, và rồi muốn nghiền nát chúng.
Trọng lực không bao giờ bỏ cuộc, nó muốn kéo mọi thứ lại với nhau.
Vì vậy nếu ngôi sao có một cuộc sống, và là cuộc sống lâu dài,
nó sẽ phải tìm một cách để chiến đấu chống lại trọng lực.
Bạn luôn luôn cảm nhận đuợc trọng lực. Khi bạn cố gắng nhảy
hoặc bạn cố gắng leo núi,
thì luôn có trọng lực kéo bạn xuống.
Và để chiến đầu chống lại trọng lực, bạn phải có một số cách
tác động một lực
mà có tác động ngụơc hướng với trọng lực.
Vì vậy, nếu có một sợi dây, bạn có thể dùng cơ bắp của mình để kéo nó,
do đó chống lại, và thậm chí vượt qua, trọng lực.
Nhưng đó không có nghĩa là trọng lực bỏ cụôc.
trọng lực luôn họat động.
Vì thế bạn phải giữ tác động lực này để không bị rơi xuống.
Và nếu bạn bỏ cuộc, buông ra hoặc dây bị đứt,
thì trọng lực ngay lập tức chiến thắng và bạn rơi xuống.
Điều tương tự cũng sẽ xảy ra với những ngôi sao.
Những ngôi sao cũng cố gắng giữ mình chống lại sự suy sụp hấp dẫn.
trọng lực muốn ép ngôi sao vào trung tâm.
Đối với các ngôi sao, phản ứng nhiệt hạch hạt nhân cung cấp các chuỗi,
là một dạng áp lực.
Nhiệt độ làm cho tất cả các hạt trong ngôi sao chuyển động nhanh xung quanh,
và chúng va đập bên ngoài,
và tạo ra một áp lực
mà thực sự có thể giữ ngôi sao chống lại trọng lực.
Lượng áp lực đẩy ra của ngôi sao chỉ vừa bằng
với trọng lực ép vào ngôi sao.
Và nó có thể ở đó và cháy bình thường cho đến khi có cái gì đó thay đổi.
Ngôi sao sẽ dành hầu hết cuộc đời mình trong trạng thái cân bằng này.
Đó là giai đoại các nhà khoa học gọi là "chuỗi chính"
Vì vậy, Mặt Trời của chúng ta đang ở trong chuỗi chính, chúng ta rất vui sướng vì nó ở đó,
nó cung cấp cho ta cùng một lượng năng lượng hầu như mỗi ngày,
và đó là những gì làm cho cuộc sống có thể tồn tại.
Tất cả các ngôi sao trong chuỗi chính không phải là giống nhau.
Một số thì nhỏ hơn và lạnh hơn Mặt Trời.
Một số khác, lớn hơn và nóng hơn.
Vì vậy, nó chỉ ra rằng cái gì đó nóng như thế nào là
có liên quan đến màu sắc của ánh sáng mà nó phát ra.
Như vậy, một ngôi sao giống Mặt Trời,
hầu hết ánh sáng phát ra từ nó là loại ánh sáng vàng.
Nếu Mặt Trời trở nên nóng hơn,
bước sóng ánh sáng chủ yếu phát ra là màu xanh
Hoặc thậm chí là tử ngoại.
Và những ngôi sao lạnh hơn phát ra nhiều ánh sáng đỏ hơn.
Nhỏ, lạnh, ngôi sao đỏ, giống như Proxima Centauri,
là ngôi sao gần Mặt Trời nhất, được biết đến là "Sao lùn đỏ".
Nó có thể bằng ít nhất là 1/10 khối lượng Mặt Trời.
Với nhiệt độ bề mặt lạnh hàng ngàn độ.
Sao lùn đỏ là loại phổ biến nhất trong các ngôi sao của Vũ trụ.
Có rất nhiều, rất nhiều các sao lùn đỏ mờ nhạt, các sao lùn đỏ
bay lơ lửng trong không gian nhiều hơn những ngôi sao giống như Mặt Trời.
Tất nhiên, khi bạn nhìn lên bầu trời đêm,
bạn sẽ không thấy loại sao phổ biến nhất này,
bạn không thấy những ngôi sao lùn đỏ, nguyên nhân là chúng rất mờ.
Bạn chỉ thấy cực kì hiếm, những ngôi sao rất sáng
mà hóa ra nó lại ở rất rất xa.
Phía đầu của dãy quang phổ,
là các ngôi sao màu xanh lớn, các ngôi sao chuỗi chính.
Nhiệt độ bề mặt trung bình là 45,000 độ F.
Chúng có thể gấp 20 lần khối lượng Mặt Trời.
Và sáng hơn 10,000 lần.
Trong sự sống và cái chết của một ngôi sao, kích thước thực sự là một vấn đề.
Khối lượng là điều chủ yếu
mà điều khiểu lịch sử cuộc đời của một ngôi sao.
Các ngôi sao càng nặng thì
sống ngắn hơn nhiều so với những ngôi sao nhẹ.
Và điều đó nghe có vẻ hơi lạ một chút,
bởi vì ngôi sao càng nặng thì càng có nhiều nhiên liệu để đốt hơn
bạn nghĩ nó sẽ sống lâu hơn.
Vì thế, nó trái với trực giác là những ngôi sao nặng hơn
sẽ cháy bằng nhiên liệu của chúng
nhanh hơn là những ngôi sao nhẹ.
Hãy tưởng tượng 2 người ngồi xuống chơi BlackJack.
Bạn đoán người mà có tiền nhiều nhất, có nhiều "nhiêu liệu để đốt" nhất,
sẽ là người chơi còn lại lâu nhất.
Nhưng nếu người chơi càng thắng thì càng đặt nhiều tiền hơn mỗi ván?
Người chơi đánh rất nhiều tiền
và đặt cược $10,000 một lúc
thì tiêu tiền nhanh hơn nhiều.
Vì thế khối lượng càng lớn, nhiệt độ, áp suất càng cao,
thì tỉ lệ xảy ra phản ứng nhiệt hạch càng cao.
Khối lượng càng lớn nó sẽ càng xảy ra nhanh hơn.
Và nó luôn đơn giản là phép tính: bạn có bao nhiêu nhiên liệu,
và tốc độ biến đổi nó là bao nhiêu.
Các ngôi sao có khối lượng lớn thì sống cuộc sống của nó nhanh hơn.
Chúng như ngọn nến cháy từ hai đầu, đó là cuộc sống trôi qua nhanh.
Một ngôi sao khối lượng lớn có thể chết trong vòng một triệu năm.
Một ngôi sao gấp 10 lần khối lượng Mặt Trời,
chỉ có thể sống 1/1000 thời gian đó.
Vì vậy Mặt Trời sẽ sống tổng cộng khoảng 10 tỉ năm.
Một ngôi sao nặng gấp 10 lần Mặt Trời,
chỉ có thể sống 10 triệu năm.
Trong khi các ngôi sao khổng lồ có tuổi thọ được đo trong triệu năm,
thì ngôi sao nhẹ nhất được đo trong hàng chục tỷ,
nếu không phải là nghìn tỷ năm.
Mọi ngôi sao nhỏ đã được sinh ra trong Vũ trụ,
Vũ trụ đã và đang tạo ra các ngôi sao cho hơn 10 tỷ năm,
tất cả các ngôi sao đó đều đang trong thời kì trứng nước.
Không có ngôi sao nào như thế từng được sinh ra đã gần tới cái chết.
Nhưng với tất cả các ngôi sao, kể cả Mặt Trời,
cuộc sống trên chuỗi chính không thể tiếp tục mãi mãi.
Ngôi sao chỉ có thể tồn tại miễn là nó có nhiên liệu để cháy.
Nếu hết nhiên liệu, thì phản ứng nhiệt hạch kết thúc và trọng lực... đã chiến thắng.
trọng lực không bao giờ biến mất,
trong khi nhiên liệu, tất nhiên, là có thể hết sau một khoảng.
Và vì vậy cả ngôi sao và nhà leo núi đều gặp phải vấn đền nghiêm trọng,
đó là nếu họ không tiếp tục chống lại trọng lực, họ sẽ kết thúc bằng cái chết.
Một cái chết kinh khủng.
Kích thước ngôi sao không chỉ ảnh hưởng đến nó sẽ sống bao lâu,
mà còn chỉ ra nó sẽ chết như thế nào.
Các ngôi sao khổng lồ nổ rất mãnh liệt,
còn những ngôi sao nhỏ hơn thì dần dần trở nên lu mờ.
Trong 5 tỉ năm,
Mặt Trời, có khối lượng nhỏ dần, sao đứng tuổi,
đã và đang cháy bằng nguồn nhiên liệu Hydro của nó.
Như một người chơi từ từ chơi hết cọc xèng đó.
Người chơi ngồi đó thời gian dài,
giống như ngôi sao đốt Hydro của nó trong khoảng thời gian thực sự dài.
Tuy nhiên, có lúc, bạn sẽ hết tiền.
Các nhà khoa học dự đoán rằng trong 5 tỷ năm tới,
Mặt Trời sẽ tới lúc gay go:
Nguồn nhiên liệu Hydro hết hoàn toàn,
phản ứng nhiệt hạch chấm dứt,
và trọng lực bắt đầu nghiền nát ngôi sao.
Lúc đó tình hình rất tuyệt vọng.
Để tồn tại, Mặt Trời-cũng như ngôi sao phải tìm nguồn nhiên liệu mới.
Nó đã có sẵn Heli...
nhưng để đốt Heli, lõi của nó phải nóng
hơn 10 lần so với thời gian sống nó đốt cháy Hydro.
Nó sẽ không thể kết hợp Heli lại thành các nguyên tố nặng hơn,
như Cacbon và Oxy,
cho đến khi lõi trở nên đủ nóng.
Đó là vì nó khó để cho các nguyên tử Heli gần lại nhau
cho lực hạt nhân đủ mạnh để điều khiển,
bắt lấy chúng, và làm cho chúng kết hợp nhau.
Vì nó vẫn tiếp tục thu nhỏ vào trong,
nên tự nhiên đã đưa chúng một cách để cứu vãn.
Lõi thực sự trở nên rất nóng
bởi áp lực trọng lực đang cố gắng nghiền nát nó.
Khi đạt đến 180 triệu độ nó bắt đầu kết hợp Heli tạo thành Cacbon,
trong sự tuyệt vọng để tồn tại.
Vì vậy nguời chơi tuyệt vọng có thể lấy ra một khỏan vay ở nhà,
và có thêm tiền.
Nhưng có thêm nhiều tiền để chơi,
đó thực sự chỉ là trì hoãn việc không thể tránh khỏi, cái mà phải kết thúc.
Và với một ngôi sao, việc không thể tránh khỏi là cái chết.
Ngôi sao mất 10 tỷ năm để đốt Hydro của nó,
bây giờ nguồn Heli nó đốt chỉ trong 100 triệu năm.
Và rồi các họat động bắt đầu.
Nó hết nguồn Hydro... bắt đầu kết hợp thành Heli.
Hết Heli... cố gắng kết hợp thành Cacbon nhưng thất bại.
Nhưng tất cả mọi họat động,
tất cả "những gì đang diễn ra bây giờ", xảy ra ở 10% thời gian cuối của ngôi sao.
Nhiệt nóng của quá trình đốt Heli
làm cho lớp vỏ ngoài của ngôi sao bị phồng lên.
Vào lúc đó, không khí bên ngòai ngôi sao
bị giữ do trọng lực sẽ trở nên yếu đến mức
sẽ một số lọai khí bắt đầu bốc hơi.
Thông qua một loạt những gì tôi gọi là "sự ợ Vũ trụ", nó thực sự sẽ đẩy
lớp vỏ khí ngoài, mà chỉ được giữ yếu ớt bởi trọng lực.
Điều đó làm cho một số vỏ khí hướng ra ngòai
được chiếu sáng bởi ngôi sao chính.
Và nó gây ra hiện tượng "Tinh vân hành tinh".
Những chiếc vỏ khí đẹp đẽ bao quanh lõi chết của Mặt Trời.
Với lõi không thể tiến hành bất cứ sự tổng hợp hạt nhân nào,
liệu có thể tồn tại sự đè nén của trọng lực?
Khi một ngôi sao bằng Mặt trời chết, nó phóng ra lớp vỏ ngòai.
Không có phản ứng hạt nhân để tạo ra áp lực bên ngòai
trọng lực chiếm được ưu thế.
Ngôi sao bắt đầu tự mình sụp đổ,
như người leo núi đã quá mệt để giữ dây của mình.
Đó là một khả năng rằng người leo núi sẽ sử dụng
nếu anh ấy quá mệt để giữ dây của mình thêm nữa,
và đó là nếu anh ta có thể tìm ra một mỏm đá.
Trọng lực có thể kéo anh ta một lần
nhưng mỏm đá sẽ giúp anh ta chống lại trọng lực.
Và anh ta không phải cung cấp thêm năng lượng để chiến thắng nó.
Có một lọai sao nào đó, và Mặt trời là một ví dụ,
nơi mà ngôi sao tìm thấy lối ra khỏi cuộc đấu với trọng lực.
Ngôi sao đang nhỏ dần tìm thấy "mỏm đá" của mình ở những chỗ đáng ngạc nhiên:
những electron rất nhỏ, các hạt mang điện tích âm.
Các electron không thích bị nén vì vậy chúng rất gần nhau,
bởi vì hiệu quả của các electron không giống nhau.
Nếu bạn nén các electron đủ mạnh, thì áp lực của chính các eletron
có thể giữ ngôi sao chống lại trọng lực.
Khi lõi chết của Mặt trời - cũng như ngôi sao
bị thu nhỏ đến kích thước của Trái Đất,
nó được gọi là "áp lực thóai hóa electron".
trọng lực không thể phá hủy ngôi sao thêm nữa.
Nó dần dần lạnh và trở thành một dấu tích kì lạ gọi là "Sao lùn trắng".
Như cái này, sao Thiên Lang B,
chỉ có thể nhìn thấy mờ nhạt cùng với bạn nó là sao Thiên Lang,
ngôi sao sáng hơn trên bầu trời.
Hiện nay, sao lùn trắng là kiểu sao rất lạ.
Nó rất, rất dày đặc.
Sao lùn trắng gấp 300,000 lần khối luợng Trái Đất,
nhưng lại nén thành khối bằng Trái Đất.
Nếu bạn có một muỗng đầy các chất, nó sẽ nặng hàng tấn.
Vì vậy, đó là điều đáng ngạc nhiên.
Sao lùn trắng là giai đọan cuối trong cuộc đời của Mặt Trời - cũng như ngôi sao.
Nhưng nó chết không hòan tòan.
Nó sẽ tiếp tục phát sáng trong hàng tỷ năm
như nó dần dần phát xạ năng lượng trong cuộc đời.
Tôi thích gọi sao lùn trắng là "sao nghỉ hưu",
trong bối cảnh mọi ánh sáng mà chúng phát ra,
là năng lượng được tích lũy trong cuộc sống bình thường của ngôi sao,
trong khi chúng kết hợp các nguyên tố nhẹ thành các nguyên tố nặng,
như là Mặt trời đang làm hiện nay.
Vì vậy, chúng đang sử dụng khỏang đời tiết kiệm, đó là sao nghỉ hưu.
Đó sẽ là số phận của Mặt Trời.
Nhưng sao lùn trắng có thể có tiếng hoan hô cuối cùng,
là nhờ bàn tay khác giúp đỡ.
Bởi vì, mặc dù Mặt trời là kẻ đơn độc trong Vũ trụ,
hơn một nửa số sao trải qua cuộc đời với ít nhất là một người đồng hành.
Hầu hết các ngôi sao là thành phần của sao đôi, hoặc thậm chí là những hệ sao.
Các sao đôi
có thể có số phận khác với các sao đơn bình thường.
Nếu một ngôi sao lùn trắng hướng lực hút về ngôi sao
còn lại trong hệ sao đôi,
thì nó có thể lấy đi sự tồn tại của người đồng hành của nó.
Các sao lùn trằng tuy nhỏ nhưng dày đặc, sử dụng sức hút mạnh
đến mức nó có thể bắt đầu kéo một luồng khí Hydro.
Nếu nó lấy vật chất từ sao đồng hành,
và tăng dần về khối lượng,
thì dần dần, khối lượng của nó sẽ đạt tới một giới hạn không ổn định,
khoảng hơn 40% so với khối lượng Mặt Trời.
Vào lúc đó, sao lùn trắng xảy ra vụ nổ thảm khốc,
toàn bộ ngôi sao phát nổ trong lóe sáng chói.
Đó được gọi là "nhiệt hạch mất kiểm soát" của toàn bộ ngôi sao.
Vụ nổ khổng lồ này được biết như là loại Sao băng Ia.
Như vậy, liệu Mặt Trời có xảy ra điều đó, và sẽ không có,
nó sẽ chết tương đối yên lặng...
Nhưng nếu xảy ra điều đó, bạn cần
vài tỷ ống kem chống nắng hoặc chống các siêu tân tinh
để bảo vệ mình khỏi lóe sáng đó.
Alex Filippenko, nhà thiên văn học trường Đại học California Berkeley,
là một trong những người tìm kiếm Siêu tân tinh nổi tiếng nhất thế giới.
Nhóm của ông ta đã tìm ra hơn 600 siêu tân tinh trong thập kỉ qua.
Một thành tích đáng ngạc nhiên
Vì chúng xảy ra có thể là 2 lần mỗi thế kỉ trong một thiên hà.
Tìm kiếm các siêu tân tinh
như là dùng ống nhòm tìm kiếm trong một sân vận động đông người,
với hi vọng thấy được một người mà đang chụp ảnh có đèn Flash
vào thời điểm đó.
Nếu bạn nhìn vào từng người, từng người một,
bạn sẽ mất rất nhiều thời gian
để tìm một người đang chụp ảnh đó.
Filippenko tăng khả năng của mình lên
bằng cách mở rộng phạm vi ra ngoài những sao đơn,
hay thậm chí là các thiên hà đơn lẻ.
Để làm điều này ông được sự trợ giúp của công nghệ cao.
Vậy đây là một cỗ máy tìm kiếm
các vụ nổ sao, các siêu tân tinh.
Nó đã được lập trình để tự động chụp những bức ảnh
của hơn 1000 thiên hà mỗi đêm,
và hơn 7 hay 8000 thiên hà trong 1 tuần,
và nó lặp lại quá trình
so sánh các hình ảnh mới của thiên hà với hình ảnh cũ.
Thông thường thì không có gì mới, nhưng đôi khi,
một ngôi sao phát nổ, một siêu tân tinh biến mất.
Và rồi bạn thấy một điểm sáng trong bức ảnh mới
mà không có trong ảnh cũ.
Mặc dù siêu tân tinh bề ngoài rất, rất sáng,
nhưng ánh sáng thấy được chỉ bằng 1% của 1% tổng năng lượng.
Tức là 1/10,000 của toàn bộ năng lượng phát ra từ vụ nổ khổng lồ này.
Mặc dù siêu tân tinh loại IA là từ vụ nổ sao lùn trắng,
nhưng nhiều thứ khác, được biết đến là các siêu tân tinh loại II,
báo hiệu những cái chết bất ngờ của những ngôi sao lớn hơn,
có thể là hơn 8 đến 10 lần khối lượng Mặt Trời.
Không giống với người anh em nhỏ hơn của mình,
khi ngôi sao lớn đốt hết Hydro của nó,
nó có năng lượng thô để bắt đầu kết hợp các nguyên tố khác.
sản phẩm của mỗi phản ứng hạt nhân trở thành nhiên liệu cho giai đoạn kế tiếp,
vì vậy gần cuối cuộc đời mình, các ngôi sao lớn giống mặt cắt
của củ hành , với lớp ngoài là nhiên liệu ban đầu, Hydro,
các lớp bên trong là các nguyen tố càng ngày càng nặng.
Chúng trải qua cuộc đời mình từ Hydro thành Heli,
từ Heli thành Cacbon và Oxy,
rồi từ Oxy thành Neon và Magiê,
và sau đó là Silic và Lưu huỳnh...
Và sau đó, là Sắt. Ngôi sao lớn tạo thành một lõi sắt.
Sự kết hợp của sắt tạo thành các nguyên tố nặng hơn
không làm ngôi sao tốt hơn, chúng không giữ ngôi sao nóng từ bên trong,
bởi vì sự kết hợp của sắt tạo thành các nguyên tố nặng hơn
đòi hỏi và được hấp thụ năng lượng, nó không giải phóng năng lượng.
Vì vậy lõi sắt tạo thành mà không có kết hợp,
và dần dần trở nên không ổn định,
một khi đạt tới gấp 1.5 lần khối lượng Mặt Trời, nó sẽ sụp đổ.
Và sự sụp đổ rất ghê gớm.
Trong vòng nửa giây, một lõi với kích thước bằng Trái Đất
sụp đổ thành một vật thể khoảng 10 dặm ngang.
Trong một thời điểm sự sụp đổ lõi tác động trở lại,
va đập vào lớp ngoài của ngôi sao,
và bắt đầu một trong những vụ nổ lớn nhất Vũ trụ
kể từ vụ nổ Big Bang.
Sự sụp đổ của lõi sắt
thổi ra xa phần còn lại của ngôi sao trong vụ nổ lớn.
Đó thực sự là sự kiện kinh ngạc, không thể tin được.
Các nhà khoa học tin rằng các siêu tân tinh có ý nghĩa nhiều hơn rất nhiều trong Vũ trụ
hơn là biểu diễn những ánh sáng kì lạ.
Trong thực tế nguồn gốc của các nguyên tố nặng
tạo nên mọi thứ xung quanh chúng ta.
Toàn bộ sắt trong lò đúc này
là từ vụ nổ các ngôi sao, từ vụ nổ khổng lồ.
Tất cả. Tất cả sắt bạn thấy ở mọi nơi là do các ngôi sao nổ ra.
Và, trong thực tế, tất cả các nguyên tố nặng hơn sắt
trực tiếp hay gián tiếp đều là do các ngôi sao nổ ra.
Và những nguyên tố đó bị được đẩy vào Vũ trụ bởi những vụ nổ lớn khổng lồ.
Khi vật chất từ các vụ nổ lớn
truyền đi trong Vũ trụ, nó trở thành một phần tạo nên
những hành tinh, mặt trăng, các ngôi sao và những thứ lạ thường khác...
Nếu bạn có thể lần theo gốc gác tổ tiên mình về những ngày nguyên thủy,
bạn có thể thấy được một vụ nổ sao trong gia phả gia đình mình.
Chúng ta về cơ bản được tạo từ những phần của ngôi sao, hoăc sao chổi,
như là Carl Sagan đã từng nói.
Những nguyên tố trong cơ thể của bạn, không chỉ phải chung chung, mà rõ ràng,
các nguyên tố đó nặng hơn Heli và Hydro,
có từ những ngôi sao đã chết từ lâu.
Canxi trong xương, Oxy mà bạn thở,
sắt trong hồng cầu, cacbon có trong hầu hết các tế bào...
Tất cả chúng đều được tạo ra trong các ngôi sao qua những phản ứng hạt nhân,
và rồi được đẩy ra ngoài bởi các siêu tân tinh.
Và các nguyên tố nặng nhất, sắt và những cái nặng hơn,
được tạo ra bởi các vụ nổ do chúng, do các siêu tân tinh.
Trong khi vụ nổ của các siêu tân tinh loại II
bắn ra ngoài Vũ trụ các nguyên tố nặng,
thì lõi của ngôi sao phát nổ vẫn nguyên vẹn.
Phá hủy là công việc của trọng lực.
Nhưng để nghiền bất cứ lõi nào nhỏ hơn kích thước của sao lùn trắng,
nó phải vượt qua lực lạ đó, áp suất điện tử suy biến.
trọng lực thực sự đã tìm ra cách để đánh bại
khuynh hướng các hạt electron đẩy nhau,
bằng cách kết hợp các electron với các proton và biến chúng thành các nơtron.
Bây giờ bạn có một vật thể được làm ra hoàn toàn không có nơtron,
và trọng lực chiến thắng, nó để cho hệ thống sụp đổ nhiều hơn nữa,
không còn các electron ngăn chặn điều đó xảy ra,
và trọng lực dường như đã chiến thắng.
Trừ khi... nơtron, nó xuất hiện, không giống như những thứ khác,
và bạn kết thúc với một đối tượng ổn định mới thậm chí nhỏ hơn,
dày đặc hơn được gọi là "Sao Nơtron".
So sánh với các ngôi sao thông thường, sao nơtron như là hạt sỏi vũ trụ.
Chúng có thể chỉ khoảng 10 dặm ngang.
Vì thế tưởng tượng rằng bạn có một ngôi sao khoảng 1.5 lần kích thước của Mặt Trời
và rồi bạn nén tất cả vật chất vào trong một không gian rất nhỏ,
cỡ kích thước của Manhattan.
Bạn vừa mới tạo cho mình một ngôi sao nơtron.
Nén một khối lượng lớn như vậy vào một không gian nhỏ
tạo ra một vật thể cực kì dày đặc.
Một thìa đầy vật chất của các sao nơtron sẽ nặng khoảng 1 tỷ tấn.
Các ngôi sao nơtron là một trong những đối tượng thú vị
và kì lạ nhất trong Vũ trụ mà các nhà thiên văn học nghiên cứu.
Nếu một người đang đứng trên một ngôi sao nơtron,
đó sẽ như là trải qua sự khó chịu ở một mức độ nào đó.
Trên Trái Đất, nếu họ nặng 150lbs. Trên ngôi sao nơtron họ sẽ nặng
như một cái gì đó khoảng 10 tỉ tấn.
Cơ thể chúng ta không thể chịu được lượng áp lực lớn đó
và vì vậy, con người về cơ bản sẽ bị ép phẳng
dựa theo bề mặt ngôi sao.
Thêm vào đó, các sao nơtron đang quay ở một tốc độ đáng kinh ngạc.
Hàng trăm vòng mỗi giây trong một số trường hợp.
Các ngôi sao quay nhanh
để mà cho phép các nhà thiên văn học lần đầu tiên xác định được các sao nơtron.
Một số sao nơtron đang quay thực sự nhanh,
và có từ trường cao đáng ngạc nhiên.
Từ trường đó, cùng với sự quay,
buộc một nhóm các hạt mang điện, các electron,
phải đi dọc theo trục của từ trường.
Và những electron tăng tốc đó phát ra ánh sáng,
chúng cho ra một chùm sáng hội tụ.
Bây giờ, đó như là một ngọn hải đăng mà chùm sáng của nó luôn luôn hoạt động,
nhưng bạn chỉ nhìn thấy nó
khi chùm sáng ngọn hải đăng giao với tầm nhìn thẳng của bạn.
Tương tự như vậy, chúng ta có thể thấy sao nơtron chiếu sáng
chỉ khi chùm tia đó chiếu vào chúng ta.
Vật thể đó được gọi là "Pulsar".
Một số ngôi sao rất lớn, có lẽ là 25 hay 40 lần khối lượng Mặt Trời,
đến nỗi mà không một sao nơtron nào có thể duy trì dưới sức nặng của sự sụp đổ,
và trọng lực sẽ phá vỡ chúng thậm chí còn hơn nữa,
biến chúng thành một đối tượng có tỷ trọng không xác định
và có sức hút gần như vô hạn:
Hố đen.
Trong ý nghĩa nào đó, hố đen tượng trưng cho cái chết cuối cùng của một ngôi sao.
Hố đen về cơ bản là chiến thắng của trọng lực trước khối lượng.
Đó là sự sụp đổ hoàn toàn của một ngôi sao, một ngôi sao rất lớn.
Sự sụp đổ này tạo ra một vùng không gian
nơi mà vật chất được nén lại với mật độ cao như vậy
đến mức mà trường hấp dẫn của nó là không thể tránh được.
Các hố đen rất đặc biệt và không có gì có thể thoát khỏi chúng,
thậm chí là thứ di chuyển nhanh nhất mà chúng ta biết, đó là ánh sáng.
Khi bạn chiếu ánh sáng lên bầu trời,
và nó thậm chí sẽ không rời đi,
mà tia sáng sẽ bẻ cong quay trở lại.
Vì thế, bạn sẽ không thấy được nó từ bên ngoài.
Do đó cái tên "Hố đen".
Một nhận thức sai phổ biến
là các hố đen chỉ hút mọi thứ trong Vũ trụ.
Giống như những cái máy hút bụi của Vũ trụ
hút mọi thứ trong khu vực lân cận chúng.
Điều đó thực tế là không đúng.
Bây giờ, đối tượng đang rất gần với hố đen đủ để bị hút vào,
nhưng nếu bạn đang ở một khoảng cách an toàn,
với quỹ đạo thích hợp bạn sẽ không bị hút vào.
Các nhà khoa học từ lâu đã nghi ngờ rằng còn có những lớp siêu tân tinh khác
bao gồm những ngôi sao lớn hơn và thậm chí là các vụ nổ mạnh hơn.
Các ngôi sao sụp đổ rất là thảm khốc
đến mức mà không để lại dấu tích nào, thậm chí là không có một hố đen.
Nhưng không một ai đã từng thấy chúng
cho đến tận bây giờ.
Thậm chí sau hàng tỷ năm,
Vũ trụ vẫn còn gây ngạc nhiên cho chúng ta với sức mạnh của nó.
Vào mùa thu năm 2006,
các nhà thiên văn học quan sát vụ nổ sao lớn nhất
từng được chứng kiến bởi con người.
Cách Trái đất 240 triệu năm ánh sáng,
một ngôi sao khổng lồ tự thổi bay chính nó ra xa.
Alex Filippenko và nhóm của mình tại Đại học California, Berkeley,
đã ngạc nhiên trước sức mạnh của vụ nổ.
Và tổng năng lượng được phát ra gấp hơn 100 lần
so với năng lượng của một vụ nổ thông thường.
Thật là đáng ngạc nhiên, một vụ nổ thực sự mạnh.
Một siêu tân tinh bình thường được tạo ra từ vụ nổ của ngôi sao
có khối lượng gấp 10 lần Mặt Trời.
Khó tin nổi, siêu tân tinh 2006GY, được các nhà thiên văn học đặt tên,
dường như đã báo hiệu cho cái chết của ngôi sao
lớn gấp 150, hay thậm chí là 200 lần khối lượng.
Đó là khối lượng mà ngôi sao có thể có.
Các nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu về hậu quả của các vụ nổ,
nhưng họ nghĩ siêu tân tinh 2006GY
có nhiều điều để chỉ cho chúng ta
về những ngôi sao đầu tiên cư trú trong Vũ trụ chúng ta.
Chúng ta thực sự nghĩ rằng thế hệ đầu tiên của những ngôi sao
có xu hướng khối lượng rất lớn.
Và chúng có thể phát nổ bằng cơ chế này.
Các vụ nổ cực lớn đó
như là mầm mống của Vũ trụ ban đầu với các nguyên tố nặng.
Những ngôi sao cực kỳ lớn này
là những nhà máy sản xuất sắt lớn nhất trong Vũ trụ.
Một ngôi sao, gấp 150 lần khối lượng Mặt trời,
có thể tạo ra lượng sắt bằng 20 hay 25 khối lượng Mặt Trời.
Thật là không thể tin được.
Trong chu kỳ sống, không chỉ trên Trái Đất mà trong cả Vũ trụ,
như những ngôi sao chết, đặc biệt là những cái chết kì diệu,
các ngôi sao có khối lượng lớn tạo ra
các nguyên tố nặng trong lõi của chúng,
chúng đem đến mầm mống cho các thế hệ sao tiếp theo rồi...
tăng khả năng
mà thế hệ tiếp theo sẽ là các hành tinh,
và các hành tinh đó có chứa đựng những thành phần sự sống của chính nó.
Các siêu tân tinh không phải chỉ là sự kiện nổi bật trong cuộc đời và cái chết của một ngôi sao.
Ngay bây giờ, trên Vũ trụ, có hàng ngàn cặp sao
tham gia vào những điệu múa lửa rực rỡ.
Với một số thì điệu nhảy này sẽ kết thúc trong thảm họa.
Nhà vật lý học thiên thể Joshua Barnes ở Đại học Hawaii,
nghiên cứu cái gì sẽ xảy ra khi các ngôi sao va chạm.
Chúng ta không có khả năng để xem các ngôi sao va chạm.
Các cặp sao khi vẽ đủ gần để va chạm
thì sẽ chỉ như một chấm sáng,
ngay cả trong kính viễn vọng lớn nhất mà ta có.
Vì thế, ta phải nghiên cứu những điều đó cùng với máy tính.
Sử dụng những mô hình trên máy tính,
những nhà vật lý học thiên thể có thể thấy được hai loại sao bất kỳ
và tìm xem chuyện gì xảy ra nếu chúng tham gia vào quá trình phá hủy hoàn toàn một ngôi sao.
Các mô hình đưa ra các tình huống giả định và rồi xem những gì sẽ xảy ra.
Và bạn phần nào tưởng tượng ra được điều này giống như là nghiên cứu sự va chạm của xe ôtô,
và bạn mang chúng ra ngoài và cho chúng va chạm với nhau ở bãi đỗ xe,
từng cái một để xem chuyện gì xảy ra.
Trong số những vụ va chạm lớn nhất được dựng bởi các nhà vật lý thiên thể
là vụ va chạm giữa hai ngôi sao nơtron đang quay theo quỹ đạo.
Điển hình là, chúng gắn kết với nhau như là một cặp quỹ đạo
và khi quay quanh chúng làm nhiễu động không gian-thời gian xung quanh
và tạo ra sóng năng lượng.
Và năng lượng để làm việc đó làm các ngôi sao va chạm chậm hơn
vì thế chúng ngày càng gần nhau hơn.
Khi chúng thực sự gần nhau, quay xung quanh
hàng trăm hay thậm chí hàng ngàn vòng mỗi giây.
Kết quả cuối cùng rất bất ngờ.
Khi hai ngôi sao nơtron va chạm, chúng chuyển động gần bằng tốc độ ánh sáng.
Mặc dù sự va chạm chỉ mất một phần của giây,
nhưng nó giải phóng năng lượng nhiều hơn Mặt trời tạo ra trong suốt cuộc đời.
Nhờ có mô hình máy tính mà chúng ta có thể dự đoán điều gì sẽ xảy ra
nếu một ngôi sao lùn trắng rất dày đặc va chạm với Mặt Trời.
Đó sẽ là một va chạm khủng khiếp.
Khi nó đủ gần, trường hấp dẫn của sao lùn trắng
sẽ bắt đầu làm biến dạng Mặt Trời, vì thế nó không còn dạng hình cầu nữa,
nó sẽ trở thành dạng hình trứng khi điều đó tiến lại gần.
Khi sao lùn trắng đâm vào Mặt trời với tốc độ siêu âm,
trọng lực của nó sẽ phát ra sóng xung kích khắp ngôi sao.
Và điều đó sẽ tạo ra rất nhiều năng lượng nhiệt hạch
về cơn bản, là làm nổ tung Mặt Trời.
Thật ngạc nhiên, chỉ mất một giờ
để sao lùn trắng đâm vào Mặt trời và tiêu diệt nó.
Nếu kịch bản này xảy ra, sự sống trên Trái Đất sẽ bị diệt vong.
May mắn thay, cơ hội xảy ra là rất mỏng manh,
vì Mặt Trời ở trong khu vực thưa thớt của Ngân hà.
Các ngôi sao riêng lẻ chen chúc nhau và kết lại
như chúng tạo ra đường bao lớn quanh trung tâm thiên hà.
Vì thế, tình hình di chuyển rất phức tạp,
nhưng vì không gian giữa những ngôi sao quá lớn
nên không có nhiều cơ hội để va chạm.
Nếu bạn kiên nhẫn chờ đợi trên bãi biển này đến khi thấy sự va chạm
giữa Mặt Trời và ngôi sao khác, bạn sẽ phải chờ một thời gian dài.
Thậm chí trong toàn bộ cuộc đời của mình, Mặt Trời có thể
có một trong một tỷ cơ hội va chạm với ngôi sao khác.
Nhưng có những nơi trong thiên hà
có tỉ lệ va chạm lớn hơn nhiều.
Những khu vực mà hàng trăm ngàn hay thậm chí hàng triệu ngôi sao
tập hợp với nhau bởi trọng lực tạo thành một quần tinh hình cầu.
So sánh với các nhánh xoắn ốc của Thiên hà,
một quần tinh hình cầu như là một cuộc đua xe đụng.
Tỉ lệ hai ngôi sao va chạm ở nhánh xoắn ốc trong thiên hà
thì chỉ là một phần một tỷ.
Nhưng trong một quần tinh hình cầu, các ngôi sao bị nhồi nhét
nhiều gấp 1 triệu lần so với các nơi khác trong Ngân Hà.
Trong Ngân Hà, mọi thứ gần như đi cùng một hướng,
nhưng trong quần tinh hình cầu là chuyển động không có tổ chức.
Chúng đơn giản là các quĩ đạo quay xung quanh trung tâm
trên các quĩ đạo đó được điều chỉnh các hướng khác nhau,
vì thế một số đang đi hướng này, số khác thì đi ngược lại...
Trong những điều kiện đông đúc, hỗn loạn này, những ngôi sao va chạm trung bình
10,000 năm một lần.
Mỗi ngôi sao trong quần tinh được sinh ra trong cùng khoảng thời gian,
vì thế các nhà thiên văn học xem xét một quần tinh già
họ không mong đợi thấy bất kì một ngôi sao trẻ nào,
nhưng kì lạ là một quần tinh hình cầu thường che giấu các thứ bí ẩn kì lạ.
Những ngôi sao xanh khổng lồ, trẻ hơn nhiều so với các ngôi sao mờ nhạt xung quanh.
Những ngôi sao dường như không thể có
được gọi là "Sao lang thang xanh".
Bí ẩn của những ngôi sao lang thang xanh là chúng,
trong một số khả năng, trẻ hơn so với những gì chúng phải được.
Tất cả các ngôi sao có khối lượng và độ sáng đó
đã chết dần từ hàng tỷ năm trước trong các quần tinh,
vì vậy câu đố là, điều này đến từ đâu,
chúng đi vào trong quần tinh như thế nào.
Nhà vật lý học thiên thể Joshua Barnes nghĩ rằng mình biết câu trả lời.
Ông tin rằng các ngôi sao lang thang xanh là kết quả của những vụ nổ
giữa các ngôi sao dãy chính càng ngày càng lớn tuổi và mờ nhạt.
Một va chạm giữa hai ngôi sao dãy chính,
hai ngôi sao giống Mặt Trời, thực sự là tương đối giống.
Trọng lực tương hỗ của các ngôi sao giữ chúng trong đường xoắn ốc.
Động năng của chúng giảm dần, chúng sẽ quay trở lại
và chuyển sang các trạng thái tiếp theo.
Chúng nóng lên, phình ra và phần nào xoắn vào nhau,
xoay vài vòng,
càng ngày càng gần nhau hơn,
cho đến khi chúng gặp nhau và hợp nhất lại.
Cuối cùng, thay vì gây ra một thảm họa,
hai ngôi sao hợp nhất để làm thành một ngôi sao lớn hơn.
Những gì bạn làm đơn giản là lấy 2 ngôi sao nhỏ,
kết hợp chúng lại với nhau để tạo ra một ngôi sao lớn gấp hai lần,
và vì vậy càng lớn thì nó càng sáng và xanh hơn
những ngôi sao còn lại trong quần tinh.
Vì thế nó dường như khác biệt so với phần còn lại của quần tinh.
Trong khi bí ẩn của những "ngôi sao xanh lang thang" đã được tìm ra,
thì bầu trời đang tràn ngập những đối tượng khác thường
thách thức khoa học giải thích chúng.
Hố đen, sao nơtron, và sao lùn trắng,
tất cả đều là kết thúc đáng chú ý trong cuộc đời ngôi sao.
Nhưng còn có những đối tượng xa lạ mà chưa bao giờ có cơ hội tỏa sáng.
Không hoàn toàn là những hành tinh, nhưng ngôi sao, đó là những sao lùn nâu.
Một sao lùn nâu đơn giản là một ngôi sao đang tàn dần.
Nhà thiên văn học Michael Liu, đại học Hawaii, tìm kiếm những đối tượng khó xác định.
Các ngôi sao phát ra rất nhiều ánh sáng, chúng rất dễ dàng để thấy đã đi quãng đường rất dài.
Sao lùn nâu có nhiệt độ rất thấp
vì thế chúng phát ra rất rất ít ánh sáng.
Bởi vì chúng quá mờ, có nghĩa là
chúng ta chỉ có thể thấy nếu chúng tiến rất gần chúng ta.
Một sao lùn nâu có thành phần giống như một ngôi sao,
nhưng nó chỉ đơn giản là không có đủ khối lượng để duy trì phản ứng nhiệt hạch.
Nó là cái gì đó được sinh ra chỉ bằng 1% khối lượng Mặt Trời,
vì thế nó không tự sản xuất ra năng lượng,
đó là bản chất của một ngôi sao tàn dần.
Không có phản ứng nhiệt hạch, những ngôi sao tàn dần bắt đầu hoạt động như các hành tinh.
Nếu bạn đang bay trong tàu vũ trụ ngang qua bề mặt ngôi sao,
bạn sẽ không thấy bất cứ thứ gì giống như
các đám mây hay núi hay bất cứ thứ gì như vậy.
Khi bạn tới sao lùn nâu thì mọi thứ bắt đầu thay đổi.
Chúng tôi nghĩ rằng khí quyển của chúng ở một số khía cạnh tương tự
như những thứ như là các phiên bản khổng lồ của sao Mộc.
Nếu bạn quen với các hình ảnh của Sao Mộc
bạn sẽ thấy Sao Mộc cũng có một dải cấu trúc và mây trên bề mặt của nó.
Mặc dù chúng tôi chưa từng chụp được bức ảnh nào về bề mặt sao lùn nâu,
chúng tôi nghĩ rằng sao lùn nâu cũng có thể có một cầu trúc mây tương tự.
Đây không phải là loại mây thông thường như chúng ta biết trên Trái Đất,
hơi sắt tạo ra những đám mây này,
và rồi những đám mây trở nên đủ dày
để bạn lấy những giọt mưa sắt ra khỏi đám mây.
Rõ ràng con người không muốn ở đó vì đây là sắt nung chảy.
Cho đến nay các nhà thiên văn học chỉ xác định được vài trăm sao lùn nâu,
và họ vẫn còn nhiều câu hỏi về những đối tượng khó xác định này.
Đối với chúng, họ biết một số sao lùn nâu
có các lớp bụi và khí hình đĩa bao quanh chúng.
Những thứ hình đĩa đó có thể hình thành hành tinh được không?\
Đó chỉ là một trong những bí ẩn chưa được giải quyết
khi chúng ta tiếp tục thăm dò các ngôi sao.
Nhưng rồi, khoa học đã khám phá ra Vũ trụ là một lĩnh vực kỳ diệu
của sao lùn và sao khổng lồ, các ngôi sao lang thang và siêu tân tinh,
và ẩn trong các vụ nổ của cuộc đời một ngôi sao
họ đã tìm thấy lịch sử của Vũ trụ,
và chìa khóa để hiểu nguồn gốc của chính mình.