Ma Phương :: Tinh Hoa Đông Phương

Vũ trụ này quả là một nơi khoáng đạt đến nỗi chúng ta rất dễ choáng ngợp trước các thông số đo lường mà các nhà thiên văn học đưa ra. Kích cỡ của UY Schuti, có lẽ là một trong những ngôi sao lớn nhất mà chúng ta đã quan sát được cho đến nay, thực sự rất đáng kinh ngạc.

Không mấy ngạc nhiên khi UY Scuti được liệt vào danh sách những ngôi sao “hypergiant“ (cực siêu khổng lồ), vượt trên cả cách phân loại “supergiant” (siêu khổng lồ) và “giant“ (khổng lồ) thông thường. Kích cỡ khổng lồ đã khiến nó trở thành ngôi sao lớn nhất, nhưng không phải là ngôi sao có khối lượng nhiều nhất (khối lượng chỉ lượng các vật chất cấu thành nên ngôi sao)

Khối lượng của sao UY Scuti có lẽ chỉ hơn 30 lần khối lượng của mặt trời của chúng ta, cách quá xa so với các ngôi sao có khối lượng lớn nhất. Vinh dự đó thuộc về ngôi sao có cái tên quyến rũ R136a1, với khối lượng gấp 265 lần mặt trời, nhưng chỉ có bán kính gấp 30 lần mặt trời. Đối với các ngôi sao, khối lượng và kích cỡ vật lý không nhất định là tỉ lệ thuận, đặc biệt trong trường hợp của các ngôi sao khổng lồ.

Mặc dù UY Scuti chỉ có khối lượng lớn hơn khoảng 30 lần so với mặt trời, nhưng nó có một bán kính đâu đó khoảng 1.700 lần so với bán kính mặt trời. Ngôi sao thuộc một một loại sao mà sẽ thay đổi độ sáng do thay đổi kích cỡ, nên con số này cũng sẽ dễ thay đổi qua thời gian. Phạm vi sai số của thông số này là vào khoảng 192 bán kính mặt trời. Chính sự không chắc chắn này giải thích vì sao tôi sử dụng cụm từ “có lẽ là một trong những ngôi sao lớn nhất” khi miêu tả về UY Scuti. Nếu kích cỡ của nó nhỏ hơn 192 bán kính mặt trời, sẽ có một vài ứng cử viên khác có khả năng đánh bại ngôi sao này.

Kích cỡ tương đối của UY Scuti là vào khoảng 750 triệu dặm, hay gần 8 đơn vị thiên văn, và một đơn vị thiên văn là được tính từ khoảng cách giữa trái đất đến mặt trời. Kích cỡ này là đủ lớn để nó vượt qua khoảng cách giữa Mặt Trời và sao Mộc.

Kích cỡ của UY Scuit so với mặt trời. (Đồ họa: Philip Park, CC BY)

Vấn đề phức tạp với các ngôi sao là chúng có các bề mặt khuếch tán. Hầu hết các ngôi sao không có một bề mặt cứng để phân chia giữa bầu không khí thuộc ngôi sao và không gian chân không bên ngoài, làm cho việc xác định biên giới của ngôi sao khó khăn hơn.

Vì vậy để xác định “rìa” của một ngôi sao, chúng ta sẽ sử dụng vị trí của quang quyển. Quang quyển là khu vực thuộc ngôi sao nơi ánh sáng có thể xuyên qua, và cũng là nơi photon – tức là, các hạt ánh sáng – có thể thoát ra. Đối với các nhà vật lý thiên văn, đây là bề mặt của ngôi sao, vì đây là điểm mà các hạt photon có thể thoát ra khỏi ngôi sao đó. Đi sâu thêm về phía trung tâm ngôi sao, hạt photon sẽ bị mắc kẹt trong một tràng các va đập và không thể di chuyển tự do.

Nói một cách rõ ràng hơn, quang quyển không phải là nơi lượng khí của ngôi sao đó kết thúc – các ngôi sao cũng có bầu khí quyển, vốn vượt quá phạm vi quang quyển, và cũng cho phép ánh sáng xuyên qua nó. Nhưng khi định nghĩa bán kính thì bầu khí quyển này không được coi là một phần cấu trúc của ngôi sao.

Giả sử đặt UY Scuti ở vị trí của Mặt Trời trong Thái Dương Hệ, thì quang quyển của nó sẽ vượt quá quỹ đạo của sao Mộc. Điều này có nghĩa là ánh sáng tạo ra ở trung tâm ngôi sao sẽ không thể di chuyển tự do cho tới khi nó chạy qua khỏi sao Mộc. Sau đó, ánh sáng sẽ gặp một bầu khí quyển nóng, khuếch tán, trải dài cả hệ mặt trời của chúng ta và một lượng lớn khí và bụi mà đã bay ra khỏi ngôi sao trong nhiều năm. Khí thoát ra từ ngôi sao này tạo thành một tinh vân trải dài khoảng 400 đơn vị thiên văn, tức là khoảng hơn 10 lần khoảng cách từ Mặt Trời tới sao Diêm Vương.