Kính thiên văn MOTHRA vô tình phát hiện 22 cung sốc trong Tinh vân Helix, hé lộ khoảnh khắc sao chết tái chế vật chất và dự báo số phận của Mặt Trời

Điều họ nhìn thấy đã làm họ ngạc nhiên. Vượt xa vòng sáng bên trong của tinh vân, ở một khu vực mờ đến nỗi các kính thiên văn trước đây đã bỏ lỡ, hình ảnh cho thấy 22 cấu trúc hình cung hoàn chỉnh hoặc một phần chưa từng thấy trước đây .

Cung sốc là gì?

Những cung sốc này hình thành khi các mảnh vụn sao chuyển động nhanh va chạm với khí liên sao mỏng manh xung quanh. Khi các mảnh vụn lao vào vật chất này, chúng tạo ra các mặt sóng xung kích cong—giống như sóng mũi tàu hình thành trước một chiếc thuyền đang di chuyển .

Các mảnh vụn dần trở nên nhỏ hơn và bị xáo trộn nhiều hơn khi chúng bị bóc tách, nghiền nát và hòa tan vào khí khuếch tán. Các hình ảnh cho thấy quá trình này đang diễn ra: các mảnh vụn dần chuyển từ các khối có thể nhận dạng được thành môi trường đồng nhất, vô hình lấp đầy không gian giữa các vì sao .

Bước còn thiếu trong quá trình tái chế vũ trụ

Các ngôi sao tổng hợp các nguyên tố nhẹ như hydro và heli thành các nguyên tố nặng hơn—carbon, oxy, nitơ—trong suốt vòng đời của chúng. Khi một ngôi sao giống Mặt Trời chết đi, nó đẩy các lớp giàu nguyên tố này vào không gian. Nhưng cho đến nay, bước cuối cùng trong quá trình đó chưa bao giờ được quan sát trực tiếp .

"Sự bàn giao đó—từ các mảnh vụn sao có thể nhận dạng được đến khí khuếch tán giữa các vì sao—đã rất khó quan sát," tác giả chính Pieter van Dokkum cho biết . Các hình ảnh của MOTHRA ghi lại bước cuối cùng quan trọng đó: sự phá vỡ cơ học của các mảnh vụn bị đẩy ra, cho thấy chính xác cách các mảnh vụn sao chuyển đổi thành môi trường liên sao, nơi sẽ gieo mầm cho các ngôi sao, hành tinh và cuối cùng là sự sống mới .

Carbon trong cơ thể chúng ta và oxy chúng ta hít thở đã được tôi luyện bên trong các vì sao. Hình ảnh này cho thấy một phần của hành trình trở về, đưa những nguyên tố đó trở lại vòng tuần hoàn .

Dự báo về số phận của Mặt Trời

Ngôi sao trung tâm của Tinh vân Helix từng là một ngôi sao giống Mặt Trời trước khi nó chết. Bản thân tinh vân, nằm cách Trái Đất khoảng 650 năm ánh sáng trong chòm sao Bảo Bình (Aquarius), là một tinh vân hành tinh—đám mây khí và bụi đang giãn nở do một ngôi sao đang chết thải ra .

"Trong tương lai xa, Mặt Trời sẽ trải qua một quá trình tương tự, và vật chất của nó sẽ đi vào cùng một chu trình," van Dokkum lưu ý . Trong khoảng 5 tỷ năm nữa, Mặt Trời sẽ cạn kiệt nhiên liệu hạt nhân, thải ra các lớp bên ngoài để tạo thành tinh vân hành tinh của riêng nó, và cuối cùng để lại một sao lùn trắng—cùng một số phận hiện đang được quan sát với độ chi tiết tuyệt vời tại Tinh vân Helix .

Những gì MOTHRA nhìn thấy so với các quan sát trước đây

Tinh vân Helix (còn được gọi là NGC 7293 và Caldwell 63) đã được chụp ảnh nhiều lần trước đây, bao gồm cả bởi Kính thiên văn Hubble, nơi phát hiện ra hàng nghìn nút thắt hình sao chổi ở các vùng bên trong của nó , và bởi Kính thiên văn James Webb, vào tháng 1 năm 2026 đã cung cấp hình ảnh hồng ngoại rõ nhất về cấu trúc của tinh vân .

Nhưng những kính thiên văn trước đó không thể phát hiện ra quầng sáng bên ngoài cực kỳ mờ nhạt, nơi các cung sốc mới được tìm thấy. MOTHRA được thiết kế đặc biệt để phát hiện khí ion hóa khuếch tán, giúp nó có khả năng độc đáo để nhìn thấy những gì các kính thiên văn khác đã bỏ lỡ .

Khám phá này lấp đầy một mảnh ghép còn thiếu từ lâu. Các nhà thiên văn học đã đưa ra giả thuyết rằng các mảnh vụn sao phải bị phá vỡ và hòa trộn vào không gian liên sao—giờ đây họ đã thực sự chứng kiến điều đó xảy ra.