Cảnh tượng tuyệt đẹp của một ngôi sao đang chết

Hình ảnh Tinh vân Chiếc Nhẫn

Theo Forbes, có lẽ cảnh tượng nổi tiếng nhất của một ngôi sao sắp chết thuộc về Tinh vân Chiếc Nhẫn, được phát hiện vào năm 1779. Tinh vân Chiếc Nhẫn trông như vòng khí khổng lồ bao quanh một ngôi sao lùn trắng. Nó được xem như đại diện cho số phận của những ngôi sao giống như Mặt trời. Dù vẻ ngoài rất giống, đám khí xung quanh không phải là vành đai thực sự.

Đây là ngôi sao chết gần nhất với Trái Đất, cách chúng ta hơn 2.000 năm ánh sáng. Nằm giữa các ngôi sao sáng thứ 2 và 3 của chòm sao Lyra, Tinh vân Chiếc Nhẫn dễ dàng được nhìn thấy bằng bất kỳ kính viễn vọng nào, thậm chí là ống nhòm.

Khi quan sát tinh vân này, nhà thiên văn Charles Messier viết: "Nó trông buồn tẻ, nhưng được phác thảo hoàn hảo, lớn cỡ sao Mộc và giống như một hành tinh đang mờ dần". Quan sát này ban đầu bị gọi nhầm là "Tinh vân hành tinh" (một hành tinh chết dần) và tới nay vẫn được gọi như thế. Song thực ra vòng khí xung quanh xuất hiện khi ngôi sao sắp chết trục xuất các lớp bên ngoài của chúng bắt nguồn từ các mặt trời (ngôi sao) chứ không phải hành tinh.

Các nguyên tố trong đám mây khí có trong bảng tuần hoàn. Trong khi hầu hết nguyên tố chúng ta đã biết có nguồn gốc từ các vụ nổ sao hoặc hợp nhất các sao neutron, vài nguyên tố cực kỳ quan trọng được tạo ra chủ yếu trong các tinh vân như Tinh vân Chiếc Nhẫn.

Dù trông rất giống một vành đai, các tinh vân hành tinh có nhiều hình dạng khác nhau tùy thuộc vào tính chất của hệ sao mà chúng được sinh ra, đồng thời chịu trách nhiệm phát tán nhiều nguyên tố nặng vào vũ trụ. Các ngôi sao siêu lớn và sao khổng lồ khi bước vào giai đoạn tinh vân hành tinh đều được chứng minh là nguồn gốc của nhiều nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

Một lớp vỏ hydro khổng lồ khuếch tán bao quanh ngôi sao đang chết, theo sau là vật liệu bị thổi bay ra xung quanh. Vỏ ngoài màu đỏ là dấu hiệu của khí hydro bị ion hóa, rất lớn và có hoạt động phức tạp bên ngoài. Các ion lưu huỳnh và oxy bị bắn ra khỏi ngôi sao, tạo thành nhiều vòng màu khác nhau. Ảnh quang phổ đặc trưng của các nguyên tố giúp các nhà khoa học xác định chúng là chất gì.

Tinh vân Helix, một tinh vân hành tinh tương tự (có hình dạng bánh rán) với Tinh vân Chiếc Nhẫn được vẽ bản đồ 3D. Nó cho thấy cấu trúc của tinh vân phức tạp hơn nhiều so với một “vành đai” đơn thuần.

Do khi quan sát, cụm cấu trúc của tinh vân gần như thẳng hàng với các cực của nó nên ta trông thấy một vành đai. Thực tế cấu trúc tinh vân phức tạp hơn nhiều.

Vào năm 2013, các nhà thiên văn học đã sử dụng dữ liệu từ kính Hubble để vạch ra cấu trúc 3D của tinh vân. Sơ đồ này cho thấy hình dạng và cấu trúc của Tinh vân Chiếc Nhẫn nếu nhìn từ bên cạnh, thay vì dọc theo đường ngắm bao gồm: Quầng sáng rộng của tinh vân ở vùng bên trong, các thùy vật chất có mật độ thấp hơn kéo dài ra xa và đĩa phát sáng đặc trưng của tinh vân.

Các kính thiên văn chỉ có thể thấy vòng sáng bên ngoài, do đó tinh vân trông như một vành đai.

Trên thực tế nó có cấu trúc phức tạp, với quầng sáng bên ngoài và nhiễu loạn bên trong. Tinh vân Chiếc Nhẫn hoàn toàn không có vành, cũng không phải hình cầu.