Phát hiện chấn động: Hệ sao đôi đầu tiên có cả hai ngôi sao cùng phát nổ siêu tân tinh

Trong nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn đã dự đoán rằng một số hệ sao đôi khổng lồ sẽ tạo ra hai vụ nổ siêu tân tinh, nhưng bằng chứng trực tiếp vẫn luôn nằm ngoài tầm với. Giờ đây, một nhóm nghiên cứu đã xác định được ví dụ đầu tiên: một cặp tàn tích sao mang tên IC 443 – hay được biết đến nhiều hơn với cái tên Tinh vân Sứa – và một người bạn đồng hành già hơn, mờ hơn, hiện được đặt tên là G189.6+3.3 .

Khám phá: Một hệ siêu tân tinh anh em

Nghiên cứu do nhà vật lý Miltiadis Michailidis của Đại học Stanford dẫn đầu, được công bố trên tạp chí Nature Communications vào tháng 7 năm 2026, đã phân tích 16 năm dữ liệu từ Kính thiên văn vũ trụ tia gamma Fermi của NASA, kết hợp với các quan sát tia X, quang học và vô tuyến . Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng hai tàn tích siêu tân tinh này rất có thể là hóa thạch còn sót lại của một hệ sao đôi duy nhất – lần đầu tiên một kịch bản như vậy được quan sát thấy.

Cặp sao: Khổng lồ và đoản thọ

Cả hai ngôi sao nguyên thủy đều thuộc loại O hoặc B trên, mỗi ngôi sao ước tính có khối lượng gấp 20 lần hoặc hơn Mặt Trời . Đây chính xác là loại sao khổng lồ kết thúc cuộc đời bằng một vụ nổ siêu tân tinh sụp đổ lõi, và chúng thường có tuổi thọ chỉ từ vài triệu đến vài chục triệu năm – một khoảng thời gian rất ngắn theo chuẩn vũ trụ .

Vị trí và khoảng cách

Cả hai tàn tích đều nằm cách Trái Đất khoảng 6.000 năm ánh sáng trong chòm sao Song Tử . Tâm vụ nổ của chúng cách nhau khoảng 40 năm ánh sáng khi chiếu lên bầu trời – một khoảng cách cung cấp manh mối then chốt về lịch sử bạo lực của hệ thống này .

Trình tự các vụ nổ

Tàn tích già hơn, G189.6+3.3, đã phát nổ trước, khoảng 100.000 năm trước người anh em của nó . Khi ngôi sao đầu tiên phát nổ, vụ nổ đã tạo ra một "cú đá sơ sinh" cực mạnh, đá văng người bạn đồng hành còn sống ra khỏi hệ sao đôi . Ngôi sao đó sau đó trôi dạt trong không gian hàng chục nghìn năm trước khi cạn kiệt nhiên liệu hạt nhân và phát nổ thành siêu tân tinh, tạo ra Tinh vân Sứa (IC 443) trẻ hơn .

Tuổi của IC 443 vẫn chưa chắc chắn, với các ước tính dao động từ 3.000 đến 30.000 năm tuổi . Nghiên cứu mới đưa ra độ tuổi phù hợp nhất, nằm ở mức trẻ hơn trong khoảng đó .

Cách mối liên kết được xác nhận

Bằng chứng then chốt đến từ các quan sát tia gamma cho thấy cả hai tàn tích đang tương tác với cùng một đám mây hydro liên sao, thiết lập mối liên kết không gian chặt chẽ của chúng . Các nghiên cứu tia X trước đó, bao gồm cả những nghiên cứu của kính thiên văn SRG/eROSITA, đã đưa ra những gợi ý ban đầu khi cho thấy G189.6+3.3 hoàn toàn chồng lấn IC 443 và có chung một thành phần plasma 0,7 keV tương tự .

Ý nghĩa lý thuyết

Khám phá này cung cấp xác nhận thực nghiệm đầu tiên rằng cả hai thành viên của một hệ sao đôi khổng lồ đều có thể trải qua một vụ siêu tân tinh sụp đổ lõi – một kịch bản đã được dự đoán về mặt lý thuyết từ lâu nhưng chưa từng được quan sát . Nó xác nhận rằng động lực học của hệ sao đôi, bao gồm cả "cú đá sơ sinh" từ vụ nổ siêu tân tinh đầu tiên, có thể tách một cặp liên kết hấp dẫn thành hai tàn tích sao cô lập, mỗi cái để lại tàn tích siêu tân tinh của riêng mình . Phát hiện này cũng chứng thực rằng thiên văn học tia gamma có thể xác định các tàn tích siêu tân tinh anh em ngay cả khi một trong số chúng mờ hơn nhiều và bị che khuất một phần trong ánh sáng của tàn tích kia .

Một lưu ý quan trọng

Các nhà nghiên cứu mô tả đây là một trường hợp thuyết phục nhưng vẫn mang tính suy diễn . Khả năng hai tàn tích không liên quan đến nhau mà chỉ đơn giản là chồng lấn lên nhau dọc theo cùng một đường ngắm không thể hoàn toàn bị loại trừ. Tuy nhiên, sự tương tác với cùng một đám mây phân tử, các ước tính khoảng cách nhất quán và kịch bản phóng ra từ hệ sao đôi hợp lý đã khiến đây trở thành ứng cử viên mạnh mẽ nhất từ trước đến nay cho một hệ siêu tân tinh đến từ cặp sao đôi.

Tiếp theo là gì?

Khám phá này mở ra cánh cửa để tìm kiếm thêm nhiều hệ siêu tân tinh anh em khác. Với tần suất các ngôi sao khổng lồ được tìm thấy trong các hệ sao đôi, các nhà thiên văn học kỳ vọng rằng có rất nhiều cặp như vậy tồn tại, đang chờ được xác định thông qua các cuộc khảo sát tia gamma và đa bước sóng trong tương lai .