Có hay không chuyện trung tâm dải Ngân Hà ẩn chứa nguồn năng lượng ‘kì lạ’ khiến các ngôi sao ở đây trở nên ‘bất tử’?

Liệu những ngôi sao gần trung tâm dải Ngân Hà có thể tồn tại mãi mãi nhờ nguồn năng lượng từ vật chất tối? Một giả thuyết mới đã được các nhà thiên văn học đưa ra, dựa trên quan sát về những nguồn sáng kỳ lạ.

Các nhà khoa học từ lâu đã tin rằng mọi ngôi sao rồi cũng sẽ lụi tàn. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới đây về cụm sao S-cluster, nằm cách trung tâm dải Ngân Hà chỉ ba năm ánh sáng, cho thấy điều ngược lại. Cụm sao này có tuổi đời trẻ hơn nhiều so với các ngôi sao khác trong cùng khu vực, và chúng không giống như những ngôi sao đã di cư đến đây sau khi hình thành ở nơi khác.

Điều đáng ngạc nhiên hơn nữa là khu vực này chứa một số ngôi sao có khối lượng lớn bất thường, trong khi số lượng ngôi sao già lại ít hơn dự kiến. Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi nhà vật lý thiên văn Isabelle John (Viện Vật lý Thiên văn Hạt Kavli), cho rằng những ngôi sao kỳ lạ này có thể đang hấp thụ vật chất tối và sử dụng nó làm nhiên liệu để tiếp tục hoạt động.

“Mô hình hình thành sao cho thấy các ngôi sao không thể hình thành trong phạm vi 0,326 năm ánh sáng tính từ hố đen trung tâm, nơi tìm thấy các ngôi sao S-cluster”, nhóm nghiên cứu viết. “Thay vào đó, các ngôi sao phải hình thành ở nơi khác và di chuyển về phía Trung tâm Thiên hà. Ngược lại, các quan sát cho thấy các ngôi sao trong khu vực này còn trẻ [ít hơn hoặc xấp xỉ 15 triệu năm tuổi], điều này cho thấy rằng các ngôi sao có thể đã hình thành cục bộ hơn.”

Vật chất tối được cho là chiếm tới 27% vũ trụ, nhưng cho đến nay vẫn chưa được quan sát trực tiếp. Các nhà thiên văn học chỉ có thể nhận biết sự tồn tại của nó thông qua tác động của nó lên các vật thể khác, từ những ngôi sao xa xôi đến các cụm thiên hà khổng lồ. Mặc dù không thể nhìn thấy, nhưng tác động hấp dẫn của vật chất tối là rất rõ ràng.

Nghiên cứu mới này không phải là nghiên cứu đầu tiên khám phá mối liên hệ giữa vật chất tối và các ngôi sao. Đầu năm nay, một nhóm các nhà nghiên cứu khác đã đề xuất rằng các sao neutron – tàn dư sao cực kỳ đậm đặc – thực sự có thể là nguồn gốc của vật chất tối. Vào tháng 7 năm ngoái, một nhóm khác cho rằng Kính viễn vọng Webb đã phát hiện ra những ngôi sao được cung cấp năng lượng bởi vật chất tối.

Giả thuyết về những ngôi sao “bất tử” được cung cấp năng lượng bởi vật chất tối, nếu được chứng minh là đúng, sẽ cách mạng hóa hiểu biết của chúng ta về vũ trụ. Nó cũng đặt ra một câu hỏi hấp dẫn: Liệu có những dạng sống nào đó ngoài kia đang tồn tại dựa vào nguồn năng lượng vô tận từ vật chất tối?

Để kiểm chứng giả thuyết của mình, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một biểu đồ Hertzsprung-Russell phiên bản vật chất tối, dựa trên độ sáng và nhiệt độ hiệu dụng của các ngôi sao. Trên biểu đồ này, các ngôi sao được cho là hấp thụ vật chất tối có nhiệt độ thấp hơn so với các ngôi sao thông thường, nhưng lại có độ sáng tương tự. “Mật độ vật chất tối trong những ngôi sao này liên tục được bổ sung, giúp chúng trường tồn và giải thích cho nhiều hiện tượng dị thường về sao”, nhóm nghiên cứu viết.

Nghiên cứu này vẫn đang trong giai đoạn đầu và cần được kiểm chứng thêm bởi cộng đồng khoa học. Các nhà khoa học hy vọng rằng các kính viễn vọng thế hệ mới, với khả năng quan sát mạnh mẽ hơn, sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bí ẩn của vật chất tối và vai trò của nó trong vũ trụ.