SWT 93 – HIEN TRAN: SAO LÙN, SAO NEUTRON, SAO PULSAR

Sao lùn di động

Trong bài trước về lỗ đen, khi nói đến việc một ngôi sao phát nổ supernova và co rút. Mình có đề cập đến việc vụ co rút đó phải “đạt một số yếu tố nhất định” thì lỗ đen sẽ hình thành. Nhưng nếu có một ngôi sao kia sau khi phát nổ supernova, nhưng không hình thành lỗ đen thì cái gì sẽ được tạo ra? Cái gì sẽ còn sót lại sau khi mặt trời phát nổ? Bạn có tò mò không? ;))

Để hiểu điều này, chúng ta phải quay lại một chút về vật lý cấp 3 ^^

Chúng ta biết rằng mọi nguyên tử đều gồm hạt nhân chứa proton(điện dương) và neutron trung tính, còn lớp vỏ là electron mang điện âm. Ta có thể nhầm tưởng rằng nguyên tử là một khối đặc mà bạn không thể dùng cách nào bóp nó nhỏ hơn được nữa.

Thực ra, nguyên tử rỗng hơn chúng ta tưởng tượng.

Nếu bạn cầm trên tay một hạt nhân nguyên tử, giả sử phóng to lên bằng một quả bóng tennis. Bạn leo lên mái nhà để thử dòm xem hạt electron gần nhất đang bay quanh nguyên tử sẽ nằm ở đâu, thì bạn sẽ thấy nó ở xa khoảng… 3 kilomet ^^ Nhiêu đó chắc đã đủ để bạn tưởng tượng khoảng không giữa electron và hạt nhân nó lớn đến chừng nào.

Quay lại vụ việc co rút của chúng ta :3

Khi một ngôi sao sụp đổ và lõi của chúng co rút lại, chuyện gì xảy ra? Chẳng có gì đặc biệt, nó cũng giống như là một đàn cá đang tung tăng bơi trong biển, đột ngột có một tấm lưới chụp hết cả đàn, và gom cả đàn cá lại sát nhau vậy ^^. sẽ có 3 trường hợp xảy ra.

Trường hợp 1: Nếu ngôi sao đó nặng khoảng 1,4 lần mặt trời trở xuống. thì lực hấp dẫn, hay nói cho dễ hiểu là chiếc lưới, chỉ đủ sức kéo các nguyên tử lại sát rạt với nhau, sát đến nỗi chúng không thể nào sát hơn được nữa. Nhưng vẫn không đủ để các nguyên tử biến dạng. Điều này là do lực kháng cự của electron không chịu vào sát với nhau và cũng không chịu vào sát với hạt nhân hơn nữa. Giống như những con cá, bị ép sát vào nhau, nhưng chúng vẫn vùng vẫy và kháng cự với tấm lưới không cho lưới kéo chặt hơn. Cái này vật lý gọi là quantum mechanic, tạm dịch là cơ học lương tử.

sao-lun-sao-neutron-sao-pulsar

Nếu chuyện này xảy ra với một ngôi sao to cỡ kích thước mặt trời của chúng ta, nó có thể teo lại chỉ còn cỡ như Trái Đất, và độ đặc của ngôi sao này sẽ tăng lên khoảng 200,000 lần 😉 Vì nó giống như bị lùn đi, nên người ta đặt tên cho nó là sao lùn trắng (white dwarf) vì nó lùn và phát ra ánh sáng trắng.

Một điều cực thú vị bạn cần biết về sao lùn mà mình sẽ bật mí cho bạn :3 Bạn biết thứ mà chị em phụ nữ đam mê bao đời nay là gì không? KIM CƯƠNG, phải, kim cương chính là carbon bị nén trong áp suất cực mạnh đến nỗi bị tinh thể hóa.

Sao lùn có phần lõi chủ yếu tạo nên từ Carbon và Oxy, do đó, các nhà khoa học dự đoán là với áp suất lớn như thế, cùng với carbon nhiều như thế, rất có khả năng dưới lớp vỏ sao lùn là một mỏ kim cương khổng lồ O_O nghe đã không 😉

Tin mừng hơn nữa là….. gần Trái Đất có một sao lùn như vậy đấy 😉 Cách chúng ta khoảng 8,6 năm ánh sáng (nghe thì xa nhưng thực sự trong không gian thì đây là con số rất gần). Có sao Sirius B, nằm cạnh sao Sirius A như các bạn thấy chấm sáng trắng trong hình minh họa) Sao B đã bị co rút lại thành 1 sao lùn tiêu chuẩn. Sao sao, bạn có ý định trở thành thợ mỏ kim cương liên hành tinh đầu tiên không ^^

Tuy nhiên, nếu muốn đào số kim cương này bạn phải chuẩn bị cho việc lực hút của sao lùn gấp khoảng 100,000 lần trái đất. Nghĩa là nếu bạn nặng 60kg, bạn sẽ nặng khoảng 6 triệu kg khi đi trên bề mặt sao lùn =)) và mình nghĩ khi nặng như thế thì các bạn phải chăm tập gym lên :3 nếu không thì sẽ không giơ cuốc lên cuốc được nhát nào đâu:))

Sao neutron, pulsar

Trường hợp 2: Nếu khối lượng một sao lớn hơn mức để tạo thành sao lùn, nhưng lại nhỏ hơn mức tạo thành hố đen thì chuyện gì sẽ xảy ra?

Khi nó sụp đổ, quay trở lại ví dụ của chiếc lưới, mình không muốn dùng đàn cá, vì e rằng như vậy hình ảnh nó quá đỗi máu me và kinh dị :))

Do đó, bạn có thể hình dung vẫn là một chiếc lưới nhưng lần này vây một chùm bong bóng bay khổng lồ. Mỗi bong bóng đại diện cho một nguyên tử. Khi lưới xiết quá chặt thì đồng loạt số bong bóng ấy sẽ nổ tung, phần diện tích lớn chiếm bởi từng quả bóng sẽ teo lại chỉ còn là miếng nhựa cao su. Chiếc lưới tiếp tục riết chặt lấy cho đến khi tất cả chỉ là một nắm cao su tí xíu.

Nếu điều này xảy ra với một ngôi sao, có khối lượng từ 8-30 lần mặt trời. Lớp vỏ bị thổi tung ra, phần nhân vượt quá giới hạn Chandrasekhar sẽ teo lại, chỉ còn đường kính khoảng trên dưới 10km so với kích thước cũ có đường kính hàng triệu km trước kia. sao có thể nhỏ được như thế?

sao-lun-sao-neutron-sao-pulsar-1

Bạn còn nhớ ví dụ về việc hạt nhân quả bóng tennis và electron quay quanh cách nó 3km chứ? Khi ta tưởng là vật chất đã rất đặc, thật ra bên trong nguyên tử vẫn còn khoảng không cực kỳ lớn. Nhưng bây giờ lực hấp dẫn ép mạnh đến nỗi phá vỡ luôn sức kháng cự của lớp vỏ electron. Electron mang điện âm bị cưỡng bức một cuộc hôn nhân ngoài ý muốn với proton(). Kết cục đau buồn cho cuộc tình ngang trái là Electron trung hòa điện với proton trong nhân và tạo thành neutron. Điều này cũng giải nghĩa cho cái tên của nó, sao neutron … chiếm phần lớn toàn là neutron

Đồng thời diện tích 3km ngày trước sẽ bị giảm đi đáng kể. Lưu ý là thậm chí đến mức này, các neutron vẫn chưa nằm gọi là hoàn toàn sát mí nhau như trứng xếp trong rổ đâu ^^ Vẫn còn khoảng không giữa chúng.

Tuy còn khoảng không, nhưng nhiêu đó thôi cũng đủ làm cho sao neutron nặng đến mức không tưởng. lực hấp dẫn tương đương 100 tỷ lần Trái Đất T_T, và từ trường cũng mạnh đến mức có thể làm biến dạng vật chất lại gần. Đồng thời, mỗi muỗng vật chất từ sao neutron có thể nặng khoảng 5 ngàn tỷ tấn.

Và đáng chán là phần vỏ của sao neutron này (nơi mà một lớp mỏng mỏng vật chất còn giữ được hình dạng ban đầu) chẳng có kim cương đâu, chỉ toàn là sắt thôi /:).

Tuy nhiên, sao neutron không hẳn đáng chán như thế. Vẫn có một số điểm thú vị như sau

1. Vì lực hấp dẫn của sao neutron là rất lớn, nên ánh sáng của nó phát ra có thể bị bẻ cong bởi chính nó. Là sao? Thông thường khi nhìn một ngôi sao, bạn chỉ nhìn thấy phần nó hướng về Trái Đất phải không?

Chuyện ấy là thường thôi. Với sao neutron, đôi lúc ánh sáng phát ra ở mặt bên kia , nhưng bị lực hấp dẫn bẻ cong đến nỗi nó quay đầu và tia sáng ấy bắn về phía trái đất. Do đó ta có thể nhìn thấy lưng của nó :)) Điều này khá kỳ quái, giống như kiểu bạn nhìn một cô gái đẹp mà vừa thấy cả phần trước và thấy cả lưng của cô ấy vậy :)) (I dont wanna see that, :)))

2. Bạn có bao giờ xem trượt băng nghê thuật chưa? ^^ Bạn có để ý là khi một vận động viên biểu diễn kỹ thuật quay vòng, cô ấy luôn dang tay thật rộng không? Khi cô ấy co tay lại, tốc độ quay của cô ấy tăng lên rất nhanh. Sao neutron cũng thế, khi nó co rút đột ngột từ sao lớn ban đầu, tốc độ quay của chúng tăng lên cực nhanh tỷ lệ với mức teo nhỏ. Và điều này tạo ra một hiệu ứng đặc biệt trong thiên văn học.

Một số sao neutron phát ra bức xạ điện từ cực mạnh ở 2 đầu cực giống như đèn pin vậy, mạnh đến nỗi một kính thiên văn thu được tia gamma có thể nhìn thấy nó dù nó rất nhỏ. Nhưng vì nó quay rất nhanh trong vũ trụ, nên khi nào đèn pin ấy quét qua thì kính thiên văn sẽ nhìn thấy một tín hiệu chớp tắt, giống y như cách mà đèn hải đăng phát tín hiệu trên biển.

Tín hiệu này cực kỳ đều đặn và chính xác đến nỗi có thể so sánh nó không thua kém bất kỳ đồng hồ chính xác nhất nào mà con người đã từng chế tạo ra. Các nhà khoa học gọi những sao neutron chớp sáng như thế là pulsar.

Không biết vì lý do gì, mình rất thích ngôi sao pulsar này. Bạn có nghĩ rằng nhịp đập mà pulsar gửi vào vũ trụ giống như tiếng gọi lẻ loi đơn độc của một kẻ cô đơn giữa không gian bao la. Ước ao có một ngày nào đó, một ai đó sẽ nghe thấy tiếng gọi của mình giữa sự trống trải tưởng chừng như vô tận của vũ trụ không? Ý tưởng đó làm mình cảm thấy dường như mình không phải là kẻ cô đơn duy nhất trong vũ trụ này. Bạn thì sao? 🙂

Hien Tran

facebook.com/lezard.valeth.7

Đọc lại bài trước: https://socialwithtoni.wordpress.com/2016/02/19/hien-tran-vat-ly-thien-van-tu-thang-rua-chen/

Advertisements

2 thoughts on “SWT 93 – HIEN TRAN: SAO LÙN, SAO NEUTRON, SAO PULSAR

  1. Pingback: SWT 97 – Ý NGHĨA CỦA SÓNG HẤP DẪN | Social With Toni

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Đăng xuất / Thay đổi )

Connecting to %s