Các nhà thiên văn lần đầu xác định được một ngôi sao màu xanh lục, thực chất là tàn dư sao đặc gọi là sao lùn trắng. Thiên thể này chuyển sang màu xanh lục nhạt như màu vàng chanh sau khi hấp thụ các mảnh vụn đá từ những hành tinh từng quay quanh nó.
Thông thường, màu sắc của một ngôi sao phụ thuộc vào nhiệt độ. Những ngôi sao lạnh hơn có màu cam, Mặt Trời và các ngôi sao có đặc tính tương tự có màu trắng, còn những ngôi sao nóng nhất có màu xanh lam nhạt.
Tuy nhiên, quy luật này khác với sao lùn trắng – phần lõi còn lại của một ngôi sao có khối lượng thấp đến trung bình sau khi đốt hết nhiên liệu hạt nhân và thổi bay các lớp bên ngoài. Phần lớn sao lùn trắng có màu tương tự những ngôi sao khác, với màu trắng là phổ biến nhất. Tuy nhiên, những thay đổi trong thành phần hóa học theo thời gian có thể khiến một số sao lùn trắng mang màu sắc hiếm gặp.
Thiên thể mới được xác định, mang tên WD J1330+6435, nằm trong Dải Ngân Hà, cách Trái Đất khoảng 280 năm ánh sáng, thuộc chòm sao Thiên Long. Một năm ánh sáng là quãng đường ánh sáng truyền đi trong một năm, tương đương khoảng 9.500 tỷ km.
“Ban đầu, chúng tôi chú ý đến sao lùn trắng này vì các mảnh vật chất hành tinh rơi xuống bề mặt, làm tăng hàm lượng những nguyên tố như canxi, lithium và đặc biệt là natri trong các lớp ngoài của nó,” nhà vật lý thiên văn Mark Hollands thuộc Đại học Warwick, Anh, tác giả chính của nghiên cứu đăng trên tạp chí RAS Techniques and Instruments, cho biết.
Trong những ngôi sao thông thường, natri hấp thụ một bước sóng cam rất cụ thể. Đây cũng là màu cam đặc trưng của đèn đường sử dụng natri.
Tuy nhiên, ở sao lùn trắng này, mật độ vật chất cao đến mức các nguyên tử natri liên tục va chạm với những nguyên tử heli xung quanh, làm thay đổi các mức năng lượng của chúng, ông Hollands giải thích.
“Kết quả là các nguyên tử natri không còn chỉ hấp thụ một dải bước sóng cam rất hẹp, mà hấp thụ cả ánh sáng vàng, cam và một phần ánh sáng đỏ. Phần ánh sáng còn lại khiến ngôi sao phát sáng màu xanh lục vàng tuyệt đẹp, điều không thể xảy ra ở những ngôi sao giống Mặt Trời,” ông nói.
Phát hiện này nằm trong một dự án nghiên cứu màu sắc của sao lùn trắng theo cách mắt người nhìn thấy chúng. Một sao lùn trắng thường có khối lượng bằng khoảng một nửa Mặt Trời nhưng bị nén lại trong thể tích cỡ Trái Đất.
“Vì sao lùn trắng có mật độ cực cao – kích thước gần bằng Trái Đất nhưng chứa khối lượng lớn gấp khoảng 165.000 lần khối lượng Trái Đất – nên chỉ một lượng nhỏ natri cũng đủ chặn một phần lớn ánh sáng cam phát ra từ ngôi sao,” Boris Gänsicke, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Warwick và đồng tác giả nghiên cứu, cho biết.
Ông ví quá trình này với việc pha trộn màu trên bảng màu của họa sĩ. Từ một số màu cơ bản, người họa sĩ phối trộn để tạo ra màu mong muốn. Khi một màu bị loại bớt khỏi hỗn hợp, màu sắc cuối cùng cũng thay đổi.
Một ngôi sao màu hồng cá hồi
Các nhà nghiên cứu khảo sát 151 sao lùn trắng nằm trong phạm vi khoảng 65 năm ánh sáng tính từ Trái Đất. Màu trắng là màu phổ biến nhất trong nhóm này.
Một thiên thể có màu hồng cá hồi, có lẽ là sắc đỏ rõ nhất từng được ghi nhận ở một ngôi sao. Mang tên WD J1011+2845, ngôi sao này cách Trái Đất 48 năm ánh sáng, thuộc chòm sao Sư Tử Nhỏ. Trong trường hợp này, nguyên tố làm thay đổi màu sắc không phải natri mà là carbon.
“Thay vì vật chất từ bên ngoài rơi vào ngôi sao, carbon trong trường hợp này xuất phát từ vùng sâu bên trong nó,” ông Gänsicke cho biết.
Dữ liệu nghiên cứu bao gồm các quan sát quang phổ ánh sáng từ Khảo sát Bầu trời Số Sloan, sử dụng kính thiên văn tại bang New Mexico, Mỹ, cùng những mô hình quang phổ sao lùn trắng do nhóm phát triển.
Kết quả cho thấy màu sắc của sao lùn trắng được chia thành các nhóm riêng biệt tùy theo thành phần khí quyển. Những sao lùn trắng giàu carbon thường có màu hồng hoặc tím. Các sao chứa nhiều vật chất từ tàn dư của những hệ hành tinh bị phá vỡ có xu hướng mang màu vàng. Trong khi đó, những sao lùn trắng có nhiệt độ thấp hơn và khí quyển chứa hỗn hợp hydro, heli thường có màu xanh lơ hoặc xanh lam nhạt.
Nhìn chung, các sao lùn trắng được khảo sát có màu sắc trải rộng gần như toàn bộ quang phổ.
Dù WD J1330+6435 là trường hợp đầu tiên về một ngôi sao màu xanh lục được ghi nhận trong thực tế, những ngôi sao như vậy đã xuất hiện trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng, trong đó có bộ phim chuyển thể truyện tranh gần đây Supergirl.
“Phát hiện này cho thấy đôi khi vũ trụ cũng kỳ lạ chẳng kém bất cứ điều gì mà khoa học viễn tưởng có thể tưởng tượng ra,” ông Hollands nói.
Hình minh họa sao lùn trắng WD J1330+6435. Thiên thể này hấp thụ vật chất đá giàu natri từ hệ hành tinh từng quay quanh nó. Mật độ khí quyển cực cao khiến natri hấp thụ ánh sáng trên một dải bước sóng rộng thuộc vùng vàng, cam và đỏ, tạo nên vẻ ngoài xanh lục kỳ ảo. Ảnh: Đại học Warwick
