Các nhà thiên văn học thường được hỏi về các vật thể trong vũ trụ và cách mà chúng hình thành ra sao. Đặc biệt, các ngôi sao khiến nhiều người mê mẩn, vì chúng ta có thể nhìn ngắm trong đêm tối và nhìn thấy rất nhiều. Vậy, Sao là gì?
Các ngôi sao tuyệt đẹp trên bầu trời thực ra là những quả cầu khí nóng sáng khổng lồ. Những ngôi sao mà bạn nhìn thấy bằng mắt thường trên bầu trời đêm đều thuộc về Thiên hà Milky Way (dải Ngân Hà), một hệ thống các ngôi sao khổng lồ chứa hệ mặt trời của chúng ta. Có khoảng 5.000 ngôi sao có thể được nhìn thấy bằng mắt thường, mặc dù không phải tất cả các ngôi sao đều có thể nhìn thấy ở mọi thời điểm và mọi địa điểm. Với một kính thiên văn nhỏ, bạn có thể được nhìn thấy hàng trăm nghìn ngôi sao.
Các kính thiên văn lớn hơn có thể hiển thị hàng triệu thiên hà, mà có thể có hàng nghìn tỷ ngôi sao trở lên. Có hơn 1 x 10^22 ngôi sao trong vũ trụ (10.000.000.000.000.000.000.000.000.000). Nhiều ngôi sao lớn đến nỗi nếu chúng chiếm vị trí của Mặt trời, chúng sẽ nhấn chìm Trái đất, sao Hỏa, sao Mộc và sao Thổ. Những ngôi sao khác, được gọi là sao lùn trắng, có kích thước bằng Trái đất, và sao neutron có đường kính nhỏ hơn khoảng 16 km (10 dặm).
Mặt trời của chúng ta cách Trái đất khoảng 93 triệu dặm, 1 Đơn vị thiên văn (AU), và nó chính là một ngôi sao. Sự khác biệt về diện mạo của nó so với những ngôi sao có thể nhìn thấy trên bầu trời đêm là do nó ở gần chúng ta hơn rất nhiều. Ngôi sao gần nhất tiếp theo là Proxima Centauri, cách Trái đất 4,2 năm ánh sáng (40,1 nghìn tỷ km (20 nghìn tỷ dặm)).
Các ngôi sao có nhiều màu sắc khác nhau, từ đỏ đậm, cam, vàng đến trắng-xanh đậm. Màu sắc của một ngôi sao phụ thuộc vào nhiệt độ của nó. Những ngôi sao mát hơn có xu hướng có màu đỏ, trong khi những ngôi sao nóng nhất có màu xanh lam.
Các ngôi sao được phân loại theo nhiều cách, bao gồm cả độ sáng của chúng. Chúng cũng được chia thành các nhóm độ sáng, được gọi là cường độ sáng. Mỗi độ sáng của ngôi sao sáng hơn 2,5 lần so với ngôi sao sáng thấp hơn tiếp theo.
Các ngôi sao chủ yếu được tạo ra từ hydro, một lượng nhỏ helium và một lượng nhỏ của các nguyên tố khác. Ngay cả những nguyên tố dồi dào nhất trong số các nguyên tố khác có trong các ngôi sao (oxy, cacbon, neon và nitơ) cũng chỉ có mặt với số lượng rất nhỏ.
Làm thế nào để các ngôi sao tạo ra ánh sáng, nhiệt và năng lượng?
Có một số quá trình khác nhau (phản ứng tổng hợp nhiệt hạch) khiến các ngôi sao tạo ra ánh sáng, nhiệt và năng lượng. Điều phổ biến nhất xảy ra khi bốn nguyên tử hydro kết hợp thành một nguyên tử heli. Điều này giải phóng năng lượng, được chuyển đổi thành ánh sáng và nhiệt.
Cuối cùng, hầu hết nhiên liệu, hydro, đã cạn kiệt. Khi nhiên liệu bắt đầu cạn kiệt, sức mạnh của phản ứng nhiệt hạch giảm dần. Chẳng bao lâu nữa (nói một cách tương đối), lực hấp dẫn sẽ thắng và ngôi sao sẽ sụp đổ dưới sức nặng của chính nó. Vào thời điểm đó, nó trở thành cái được gọi là sao lùn trắng. Khi nhiên liệu cạn kiệt hơn nữa và phản ứng ngừng lại với nhau, nó sẽ sụp đổ thêm nữa, thành một ngôi sao lùn đen. Quá trình này có thể mất hàng tỷ tỷ năm để hoàn thành.
Vào cuối thế kỷ 20, các nhà thiên văn học bắt đầu phát hiện ra các hành tinh quay quanh các ngôi sao khác. Bởi vì các hành tinh nhỏ hơn và mờ hơn rất nhiều so với các ngôi sao, chúng rất khó phát hiện và không thể nhìn thấy, vậy các nhà khoa học làm thế nào để tìm ra chúng? Họ đo các dao động nhỏ trong chuyển động của một ngôi sao do lực hấp dẫn của các hành tinh gây ra. Mặc dù chưa có hành tinh giống Trái đất nào được phát hiện nhưng các nhà khoa học vẫn rất hy vọng một ngày nào đó sẽ tìm thấy một Trái đất khác trong Vũ trụ.
Nick Greene
