Các ngôi sao Alpha Centauri (phía trên bên trái) bao gồm A và B, là một phần của hệ thống sao ba mặt giống như Proxima Centauri (khoanh tròn). Beta Centauri (phía trên bên phải), sáng gần bằng Alpha Centauri, ở xa hơn hàng trăm lần, nhưng thực chất sáng hơn nhiều. (Người dùng Wikimedia Commons Skatebiker)

6 sự thật bạn chưa từng tưởng tượng về những ngôi sao gần nhất với trái đất

Khu phố năng lượng mặt trời rất khác so với mọi người tưởng tượng. Nhưng lần đầu tiên, chúng ta biết nó như thế nào.

Khi bạn nhìn lên các ngôi sao trên bầu trời đêm, chúng xuất hiện với các độ sáng, màu sắc và hoa văn khác nhau. Nhưng khi bạn nhìn thấy một ngôi sao, bạn sẽ không biết ngay đó là một ngôi sao bị cô lập hay là một phần của hệ thống nhiều sao, về bản chất nó sáng hay mờ về bản chất, và nó ở gần hay xa. Tất cả những gì bạn biết, từ lần kiểm tra đầu tiên, là độ sáng và màu sắc của nó trông như thế nào. Nó chỉ ra rằng hầu hết các ngôi sao có thể nhìn thấy bằng mắt thường thực sự rất sáng, màu xanh khác thường và khá xa. Những ngôi sao gần nhất thì sao? Trong khi một vài trong số chúng sáng sủa, gần đó và nổi tiếng - như Alpha Centauri và Sirius - hầu hết trong số chúng đòi hỏi phải có thiết bị và kỹ thuật đặc biệt để tìm kiếm. Năm 1994, một nhóm các nhà thiên văn học đã thành lập RECONS, Hiệp hội nghiên cứu về các ngôi sao gần đó, để điều tra và tìm hiểu về các ngôi sao gần nhất trên Trái đất. Họ vừa công bố kết quả mới nhất của họ; đây là những điểm nổi bật

Những gì RECONS làm là thực hiện các cuộc khảo sát lớn nhất, mờ nhất có thể trên toàn bộ bầu trời, tìm kiếm các vật thể xuất hiện để hiển thị thị sai khi được xem trong các thời điểm khác nhau trong suốt cả năm. Khi Trái đất quay quanh Mặt trời, nó thay đổi vị trí so với các ngôi sao khác trên bầu trời. Giống như ngón tay cái của bạn dường như di chuyển nếu bạn giữ nó ở độ dài của cánh tay và chuyển đổi xem nó giữa mắt trái và phải của bạn, do đó, các ngôi sao gần nhất sẽ di chuyển vị trí so với các ngôi sao nền xa hơn khi bạn nhìn chúng cách nhau sáu tháng. Đo thị sai này cho phép bạn xác định trực tiếp khoảng cách đến các ngôi sao này và các ngôi sao gần nhất có thể được xác định tùy ý trong vòng 10 Parsec (32,6 năm ánh sáng), tương ứng với thị sai 0,1 "hoặc lớn hơn. tìm thấy, cho đến nay.

Khi bắt đầu cộng tác RECONS, đã có 191 hệ thống sao được biết đến trong vòng 10 Parsec. Bây giờ, có 316, chỉ có sao lùn đỏ, sao lùn nâu và hệ thống thống trị sao lùn trắng được thêm vào cuộc xung đột. (TJ Henry và cộng sự (2018), https://arxiv.org/pdf/1804.07377.pdf)

1.) Có 316 hệ thống sao được phát hiện trong vòng 10 Parsec. Đây là một cải tiến đáng kinh ngạc so với những gì chúng ta đã biết khi bắt đầu RECONS; số lượng hệ thống sao đã biết trong vòng 10 Parsec chỉ là 191; con số đó bây giờ lên tới 316 ngày hôm nay. 125 hệ thống sao mới đã được thêm vào bởi RECONS và các đội khác đang tìm kiếm các ngôi sao gần đó, tăng 65% so với con số ban đầu. Ngoài ra, bây giờ chúng tôi đã đo thị sai chính xác cho tất cả chúng. Đây là tất cả các hệ thống mờ nhạt về bản chất, trong đó 125:

  • 79 bị chi phối bởi các sao lùn đỏ,
  • 37 bởi sao lùn nâu, và
  • 9 bởi những người lùn khác khác như sao lùn trắng.

Nhiều hệ thống sao có nhiều thành viên; Được thống trị bởi người Viking có nghĩa là lớp sao nào là ngôi sao sáng nhất, sáng nhất trong hệ thống. Với bản phát hành dữ liệu mới nhất này, phạm vi bảo hiểm rất tốt, kỹ lưỡng và sâu sắc, cộng tác RECONS đã thông báo rằng chúng tôi hiện đã tự tin tìm thấy hơn 90% tất cả các hệ thống sao trong 10 phân tích cú pháp.

Hệ thống phân loại quang phổ Morgan Hiện Keenan (hiện đại), với phạm vi nhiệt độ của từng loại sao được hiển thị phía trên nó, tính bằng kelvin. Phần lớn các ngôi sao áp đảo ngày nay là các ngôi sao hạng M, chỉ có 1 ngôi sao hạng O hoặc B được biết đến trong vòng 25 phân tích cú pháp. Mặt trời của chúng ta là một ngôi sao hạng G. (Người dùng Wikimedia Commons LucasVB, bổ sung bởi E. Siegel)

2.) Những ngôi sao sáng cực kỳ hiếm; những ngôi sao mờ nhạt nhất cho đến nay là phổ biến nhất. Các ngôi sao, khi chúng ta phân loại chúng, có bảy loại khác nhau: O, B, A, F, G, K và M, được sắp xếp từ xanh nhất và nóng nhất đến đỏ nhất và mát nhất. Chúng đại diện cho các ngôi sao đang đốt cháy hydro thành helium (hoặc các nguyên tố nặng hơn) thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi của chúng. Sao lùn nâu là những ngôi sao thất bại không đủ lớn để trở thành sao hạng M, trong khi sao lùn trắng là lõi còn lại của các ngôi sao giống như Mặt trời đã kết thúc cuộc sống của chúng bằng cách đốt cháy tất cả nhiên liệu hạt nhân của chúng. Trong số 316 hệ thống này:

  • 0 trong số chúng bị chi phối bởi các ngôi sao hạng O (0%),
  • 0 trong số họ bởi các ngôi sao hạng B (0%),
  • 4 trong số đó bởi các ngôi sao hạng A (1,3%),
  • 8 người trong số họ bởi các ngôi sao hạng F (2,5%),
  • 19, bao gồm cả Mặt trời, bởi các ngôi sao hạng G (6.0%),
  • 29 bởi các ngôi sao hạng K (9,2%),
  • 222 bởi các ngôi sao hạng M (66,5%),
  • 37 bởi sao lùn nâu (11,7%) và
  • 9 bởi sao lùn trắng (2,8%).

Điều này cho chúng ta biết rằng, trong số các hệ sao gần đó được tạo thành từ các ngôi sao thực sự (O, B, A, F, G, K và M), có tới 82% trong số chúng là các ngôi sao hạng M: các sao lùn đỏ. Mặt trời của chúng ta khá hiếm trong sơ đồ lớn.

Chòm sao Orion, cùng với phức hợp đám mây phân tử lớn và bao gồm cả những ngôi sao sáng nhất của nó. Ấn tượng như những ngôi sao này, tất cả đều cách xa hơn 10 phân tích; xuất hiện sáng bởi vì bản chất chúng là sáng. Chỉ có 51 ngôi sao trong vòng 10 Parsec có thể nhìn thấy bằng mắt thường. (Rogelio Bernal Andreo)

3.) Ngôi sao hạng O hoặc B gần nhất cách xa 79 năm ánh sáng. Đó sẽ là Regulus, ở phần cuối rất mờ nhạt của lớp sao B. Regulus là ngôi sao sáng nhất trong chòm sao Leo và nói chung là ngôi sao sáng thứ 21 trên bầu trời. Lý do các ngôi sao hạng O và hạng B rất hiếm là vì chúng vừa to lớn vừa ngắn ngủi. Khi bạn ở cách xa khu vực hình thành sao, lúc đó Mặt trời (nằm giữa hai nhánh xoắn ốc), đó sẽ chỉ là những ngôi sao tương đối già hơn trong khu phố của bạn. Regulus, ở cấp thấp của lớp B, đã sống được khoảng 1 tỷ năm và không còn nhiều thời gian nữa trước khi chuyển sang giai đoạn tiếp theo của vòng đời, nhưng là một phần của hệ thống sao bốn mặt, nó vẫn còn treo ở đó. Nhưng bạn phải đi qua 10 phân tích, đến gần 25, để tìm thấy nó.

Một ngôi sao neutron là một trong những tập hợp vật chất dày đặc nhất trong Vũ trụ, nhưng có giới hạn trên đối với khối lượng của chúng. Vượt qua nó, và ngôi sao neutron sẽ tiếp tục sụp đổ để tạo thành một lỗ đen. (ESO / Luís Calçada)

4.) Không có sao neutron hoặc lỗ đen trong vòng 10 Parsec. Và, thành thật mà nói, bạn phải đi xa hơn 10 phân tích để tìm một trong hai thứ này! Năm 2007, các nhà khoa học đã phát hiện ra vật thể tia X 1RXS J141256.0 + 792204, có biệt danh là Cal Cala, Hồi và xác định nó là một ngôi sao neutron. Vật thể này cách xa 617 năm ánh sáng tráng lệ, khiến nó trở thành ngôi sao neutron gần nhất được biết đến. Để đến được hố đen gần nhất được biết đến, bạn phải đi hết con đường đến V616 Monocerotis, cách đó hơn 3.000 năm ánh sáng. Trong tất cả các hệ thống sao 316 được xác định trong vòng 10 phân tích cú pháp, chúng ta có thể khẳng định chắc chắn rằng không có hệ thống nào trong số chúng có lỗ đen hoặc đồng hành sao neutron. Ít nhất là nơi chúng ta ở trong thiên hà, những vật thể này rất hiếm.

Hệ thống TRAPPIST-1 so với hệ mặt trời; tất cả bảy hành tinh của TRAPPIST-1 có thể nằm gọn trong quỹ đạo của Sao Thủy. Bằng cách cung cấp khối lượng, bán kính, hàm lượng khí quyển và các thông số quỹ đạo của các hành tinh, cùng với thông tin thiên văn về ngôi sao của chúng ta, một người có công nghệ tiên tiến có thể xác định Hệ Mặt trời của chúng ta từ xa. (NASA / JPL-Caltech)

5.) Hiện tại có 56 ngoại hành tinh được biết đến trong vòng 10 Parsec. Mặc dù thực tế là có hơn 400 ngôi sao được biết đến trong vòng 10 Parsec, nhưng chỉ có 26 ngôi sao được xác nhận có hệ thống hành tinh. Người giữ kỷ lục cũ là HD 219134, với sáu hành tinh được xác nhận và một ứng cử viên bổ sung, trong khi gần nhất là Proxima Centauri b, ở khoảng cách chỉ 4.2 năm ánh sáng. TRAPPIST-1 chỉ bỏ lỡ; ở khoảng cách 40 năm ánh sáng, đó là một bóng râm cách xa hơn 12 phân tích.

Một trong những nhiệm vụ chính của TESS, được phóng thành công vào tuần trước, sẽ là tìm kiếm các hành tinh chuyển tiếp xung quanh những ngôi sao này. Nếu nó tìm thấy, xác định và mô tả chúng, thì các kính viễn vọng trong tương lai như James Webb và các kính viễn vọng loại 30 mét hiện đang được chế tạo trên Trái đất sẽ có cơ hội quan sát chúng. Lần đầu tiên, nếu thiên nhiên tốt bụng, loài người sẽ tìm kiếm các dấu hiệu sự sống trong khí quyển trên các thế giới có khả năng sinh sống xung quanh các ngôi sao khác.

Trong khi thực tế tất cả các ngôi sao trên bầu trời đêm dường như là những điểm sáng duy nhất, nhiều trong số chúng là các hệ sao nhiều ngôi sao, với khoảng 50% số sao chúng ta đã thấy bị ràng buộc trong các hệ thống nhiều sao. Castor là hệ thống có nhiều ngôi sao nhất trong vòng 25 Parsec: đó là hệ thống sextuple. (NASA / JPL-Caltech / Caetano Julio)

6.) Nhưng nhiều hệ thống sao rất phổ biến. Chúng ta có thể thấy điều này trong vòng 10 phân tích một cách dễ dàng, trong đó các ngôi sao như Mặt trời có thể là người độc thân, nhưng nhị phân, tam giác và hơn thế nữa là khá phổ biến. Hệ thống sao gần nhất với chúng ta, Alpha Centauri, là một hệ thống ba và thậm chí còn có hai hệ thống tinh túy, GJ0644 và Alpha Librae, trong vòng 10 phân tích. Có hơn 100 ngôi sao bổ sung là một phần của 316 hệ thống đã biết khi bạn tính đến tính chất nhiều sao của những gì ngoài kia. Nhưng các nhà khoa học muốn làm tốt hơn, và vì vậy RECONS đã quyết định mở rộng tìm kiếm của mình trong thập kỷ qua lên tới 25 phân tích cú pháp. Khi làm như vậy, vào năm 2014, nó đã tìm thấy:

  • 1533 hệ sao đơn,
  • 509 hệ thống nhị phân,
  • 102 hệ thống ba,
  • 19 hệ thống tăng gấp bốn lần,
  • 4 hệ thống tinh túy, và thậm chí
  • 1 hệ thống sextuple.

Hệ thống sextuple đó, Castor, đã được biết đến từ thời cổ đại và là hệ thống sao sáng thứ 24 trên bầu trời đêm, ở khoảng cách chỉ 51 năm ánh sáng. Đó là hơn 10 Parsecs, nhưng, tại 15.7, chỉ hầu như không.

Biểu đồ HR tiêu chuẩn, có màu so với cường độ, được hiển thị trong hình. Như các nghiên cứu mới nhất tìm thấy, các ngôi sao lùn bổ sung giúp chỉ điền vào phần cuối có cường độ thấp nhất trong số 10 phân tích của chúng ta. (TJ Henry và cộng sự (2018), chính, với NASA / CXC, in.)

Các hệ thống mờ nhạt nhất, khối lượng thấp nhất ngoài kia vẫn có thể bị phát hiện trong vòng 10 phân tích và không có gì đảm bảo rằng những gì chúng ta quan sát gần chúng ta là đại diện cho những gì thực sự trong thiên hà và Vũ trụ. Nhưng chúng ta đang nhanh chóng tiếp cận giới hạn về nơi và làm thế nào các ngôi sao mất tích có thể được tìm thấy; các nhà khoa học làm việc trên RECONS đã tự tin tuyên bố rằng họ gần như chắc chắn đã tìm thấy gần như tất cả các hệ thống sao ngoài kia. Dựa trên những gì chúng ta đã thấy, Mặt trời rốt cuộc không phải là một ngôi sao điển hình, nhưng lớn hơn khoảng 95% các ngôi sao trong Vũ trụ. Khi chúng ta tiến lên phía trước, chúng ta sẽ bắt đầu trả lời các câu hỏi về các hành tinh và cuộc sống, thay vì chỉ là những ngôi sao, khi nói đến khu phố địa phương của chúng ta. Đây là thời gian thú vị để khám phá bên trong không gian bên ngoài, bao gồm cả ngoài Hệ mặt trời của chúng ta.

Starts With A Bang hiện đã có mặt trên Forbes và được tái bản trên Medium nhờ những người ủng hộ Patreon của chúng tôi. Ethan là tác giả của hai cuốn sách Beyond The Galaxy và Treknology: The Science of Star Trek from Tricnings to Warp Drive.