Lần đầu tiên giới khoa học xác định được khối lượng một ngôi sao

Hơn 100 năm sau khi thiên tài vật lý Albert Einstein phát triển thành công thuyết tương đối tổng quát, các nhà thiên văn học cũng đã thành công áp dụng học thuyết này để lần đầu tiên xác định khối lượng một ngôi sao xa xôi - điều mà lâu nay các nhà khoa học vẫn cho rằng là một nhiệm vụ "bất khả thi".

Trong một nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Khoa học Mỹ ngày 7/6, các nhà nghiên cứu phụ trách quét hình ảnh vũ trụ bằng Kính thiên văn Hubble đã tiết lộ cách thức lực hấp dẫn của một sao lùn trắng làm cong không gian và uốn cong ánh sáng của một ngôi sao xa xôi phía sau nó. Qua đó, các nhà nghiên cứu lần đầu tiên xác định được khối lượng của một ngôi sao bằng lực hấp dẫn này.

Một trong những tiên đoán chính của thuyết tương đối tổng quát được Einstein phát triển vào năm 1915 là bất cứ khi nào ánh sáng từ một ngôi sao xa xôi đi qua một vật thể gần gũi hơn, trọng lực đóng vai trò như một loại kính lúp, làm sáng và uốn khúc sao đó. Einstein chỉ ra rằng một hiện tượng như vậy được gọi là thấu kính trọng lượng, dẫn đến một vòng ánh sáng hoàn hảo - một cái gọi là "vòng Einstein".

Bằng chứng đầu tiên của việc uốn cong ánh sáng xuất hiện dưới dạng nhật thực vào năm 1919. Điều này đã giúp cung cấp một trong những bằng chứng thuyết phục đầu tiên của thuyết tương đối của Einstein. Nhưng Einstein cũng dự đoán rằng nếu hai ngôi sao không cùng trục, nó sẽ làm cho ngôi sao nền xuất hiện ngoài trung tâm trong một cách có thể được sử dụng để xác định trực tiếp khối lượng của ngôi sao mặt trăng. Tuy nhiên, trong một bài báo khoa học năm 1936, ông nói thêm rằng bởi vì các ngôi sao rất xa nhau, nên "không có hy vọng trực tiếp quan sát hiện tượng này".

Trong nghiên cứu hiện tại, một nhóm nghiên cứu quốc tế do nhà khoa học Kailash Sahu thuộc Viện Khoa học Kính thiên văn vũ trụ ở Baltimore đã lợi dụng độ phân giải góc cực đại của kính viễn vọng không gian Hubble và chủ động tìm kiếm trên 5.000 sao cho liên kết không cùng trục như vậy. Các nhà khoa học nhận ra rằng Sao lùn trắng Stein 2051 B đã được đặt ở duy nhất một vị trí vào tháng 3/2014 và sau đó hướng Kính thiên văn Hubble quan sát hiện tượng, đo những thay đổi nhỏ ở vị trí rõ ràng của một ngôi sao nền phía sau nó. Dựa vào dữ liệu trên, các nhà nghiên cứu ước tính khối lượng của Sao lùn trắng này chỉ bằng 68% so với Mặt trời.

Nhà khoa học Terry Oswalt thuộc Đại học Hàng không Embry -Riddle khẳng định: "Einstein sẽ rất tự hào khi một trong những điều quan trọng ông từng đề cập đến đã được trải qua một cuộc kiểm tra có sự giám sát chặt chẽ". Theo Oswalt, những phát hiện này có ý nghĩa bởi vì "ít nhất 97% của tất cả các ngôi sao từng hình thành trong Thiên hà, bao gồm Mặt trời, sẽ trở thành hoặc đã là những sao lùn trắng mà căn cứ vào đó, chúng ta có thể biết về tương lai, cũng như lịch sử của chúng ta".