Các nhà thiên văn học đã dành nhiều năm để tự hỏi về những ngôi sao đầu tiên trông như thế nào và điều gì sẽ xảy ra với những ngôi sao cuối cùng trong vài nghìn tỷ năm nữa kể từ bây giờ, với nhiều thiên thể giả thuyết trong quá trình này.
Một số là những ngôi sao kỳ quặc thực sự và có thể được coi là những ngôi sao kỳ lạ nhất trong Vũ trụ.
Đã có một số ngôi sao được cho là tồn tại, chỉ sau đó được chứng minh là không thể khi chúng ta hiểu rõ hơn về các quy luật chi phối Vũ trụ. Những người khác hóa ra là một cái gì đó hoàn toàn khác.
Năm 1975, hai nhà vật lý đã đề xuất một loại sao lai mới, một ngôi sao khổng lồ đỏ với một ngôi sao neutron ẩn bên trong nó, mà họ đặt tên là Vật thể Thorne-Zytkow ( ấn tượng của một nghệ sĩ về nó được mô tả ở đầu trang này).
Khoa học vũ trụ kỳ lạ hơn:
Vào tháng 6 năm 2014, gần 40 năm sau, một nhóm các nhà khoa học nghiên cứu về những người khổng lồ đỏ sử dụng Đài thiên văn Las Campanas ở Chile đã phát hiện ra thứ mà họ tin rằng có thể là một trong những thiên thể sao kỳ lạ này.
Năm 1784, người ta cho rằng một số ngôi sao có thể nặng đến mức chúng có đủ lực hấp dẫn để ngăn ánh sáng thoát ra ngoài. Mãi cho đến khi Einstein đề xuất thuyết tương đối rộng vào năm 1915, ý tưởng về những ngôi sao như vậy đã bị thay thế bởi các lỗ đen.
Với những kính viễn vọng mạnh hơn và công nghệ mới, một ngày nào đó có thể tìm thấy một số ngôi sao kỳ lạ này, có lẽ thực sự tồn tại. Dưới đây là một số ứng cử viên chính.
Vũ trụ sơ khai hầu như không có các nguyên tố nặng, nghĩa là những ngôi sao đầu tiên hầu như được tạo thành hoàn toàn từ hydro và heli.
Những ngôi sao ‘Dân số III’ này sẽ có khối lượng gấp vài trăm lần Mặt trời, nghĩa là chúng sẽ nhanh chóng đốt cháy hết nhiên liệu và trở thành siêu tân tinh.
Vì quá trình này sẽ lấp đầy không gian xung quanh bằng các nguyên tố nặng hơn, nên không có khả năng có bất kỳ ngôi sao nào thuộc loại này tồn tại trong Vũ trụ địa phương.
Tuy nhiên, vụ nổ tia gamma GRB 130925A – được quan sát thấy vào năm 2013 – được cho là do sự sụp đổ của một trong những ngôi sao này, ánh sáng của nó chỉ mới chiếu tới chúng ta.
Một trong những ngôi sao sớm nhất của Vũ trụ có thể là một giống khác thường hơn. Khi các thiên hà bắt đầu hình thành, vật chất tối tập trung tại trung tâm của chúng và các ngôi sao sinh ra trong khu vực có thể được tạo ra với vật chất tối chiếm tới 10% khối lượng của chúng.
Vật chất bổ sung này sẽ cho phép các ngôi sao phát triển khối lượng gấp vài triệu lần Mặt trời và sáng hơn hàng tỷ lần, nhưng chúng sẽ tồn tại trong thời gian ngắn.
Nhiên liệu vật chất tối sẽ sớm cạn kiệt, khiến ngôi sao sụp đổ. Đây thậm chí có thể là cách các lỗ đen siêu lớn hình thành. Kính viễn vọng Không gian James Webb sẽ tìm kiếm bằng chứng khi nó ra mắt.
Ngay cả trong Vũ trụ hiện tại cũng có những ngôi sao đang chờ được tìm thấy, trong số đó có blitzar. Những ngôi sao sắp chết chỉ trở thành siêu tân tinh và sụp đổ thành lỗ đen khi chúng ở trên một khối lượng nhất định; nếu không chúng sẽ tạo thành một ngôi sao neutron.
Blitzars là những ngôi sao neutron có khối lượng trên ngưỡng siêu tân tinh, nhưng được liên kết với nhau bằng tốc độ quay nhanh.
Theo thời gian, sự quay chậm lại và cuối cùng ngôi sao sẽ sụp đổ thành lỗ đen, giải phóng một lượng năng lượng đáng kinh ngạc.
Có một ngôi sao giả thuyết khác thu hẹp khoảng cách giữa sao neutron và lỗ đen. Nếu khối lượng của sao neutron không đủ lớn để sụp đổ thành lỗ đen, nhưng đủ lớn để phá vỡ neutron thành các quark thành phần của chúng, thì nó có thể tạo thành sao quark.
Ở trạng thái này, các quark chỉ có thể tồn tại dưới áp suất và nhiệt độ cực cao. Tuy nhiên, nếu các quark có thể biến đổi thành các ‘quark lạ’ khối lượng lớn hơn, thì chúng sẽ ổn định hơn nhiều.
Trong nhiều năm, một số ứng cử viên tiềm năng cho những ngôi sao quark này đã được tìm thấy, nhưng vẫn chưa có ứng cử viên nào được xác nhận.
Số phận cuối cùng của Mặt trời của chúng ta là một câu hỏi mà nhiều nhà thiên văn học đã cố gắng trả lời. Trong thời gian 5 tỷ năm nữa, Mặt trời sẽ tự cháy hết, co lại thành một sao lùn trắng, cũng như nhiều ngôi sao khác giống như vậy.
Thay vì tạo ra năng lượng của nó thông qua phản ứng tổng hợp, tất cả ánh sáng của nó sẽ đến từ nhiệt độ cực cao của nó tỏa ra. Theo thời gian, ngôi sao sẽ mờ đi và nguội đi, cho đến khi tất cả những gì còn lại là một sao lùn đen lạnh lẽo.
Điều này sẽ mất bao lâu thì không chắc chắn lắm, nhưng ngay cả ước tính ngắn nhất cũng nói rằng sẽ mất hơn một triệu tỷ năm (một nghìn triệu triệu) năm để đạt đến giai đoạn này, vì vậy sẽ mất một khoảng thời gian cho đến khi bất kỳ ai cũng có thể quan sát được giai đoạn này.
Ezzy Pearson là Biên tập viên Tin tức của BBC Sky at Night Magazine . Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 10 năm 2014 của Tạp chí BBC Sky at Night .