Sao lùn là gì? vì sao được gọi là sao lùn ?

Sao lùn trắng là thiên thể được tạo ra khi các ngôi sao có khối lượng thấp và trung bình "chết" (tiêu thụ hết nhiên liệu phản ứng hạt nhân trong sao). Các ngôi sao này không đủ nặng để sinh ra nhiệt độ ở lõi cần thiết để nung chảy cacbon trong các phản ứng tổng hợp hạt nhân sau khi chúng chuyển thành các sao khổng lồ đỏ trong giai đoạn đốt cháy hêli. Cuối giai đoạn này, nửa bên ngoài của sao kềnh đỏ sẽ bị đẩy ra không gian tạo thành tinh vân, để lại đằng sau một lõi trơ chứa chủ yếu là cacbon và ôxy, đó chính là sao lùn trắng. Lõi này không còn nguồn cung cấp năng lượng và bức xạ dần nhiệt của chúng ra bên ngoài và nguội dần đi. Lõi không còn sự hỗ trợ của các phản ứng nhiệt hạch để chống lại lực hấp dẫn sẽ bị trở thành cực kỳ cô đặc, với khối lượng vào khoảng một nửa Mặt Trời và trong thể tích khoảng bằng Trái Đất. Các sao lùn trắng được hỗ trợ duy nhất bởi áp suất suy biến điện tử. Khối lượng cực đại của các sao lùn trắng, mà vượt quá nó thì áp suất suy biến không thể duy trì lâu, là khoảng 1,4 khối lượng Mặt Trời. Sao lùn trắng mà vượt quá giới hạn này (gọi là giới hạn Chandrasekhar), chủ yếu do khối lượng được chuyển tới bởi sao đôi đồng hành, có thể nổ tung như các siêu tân tinh. Cuối cùng, sau hàng chục tỷ năm, sao lùn trắng sẽ nguội tới nhiệt độ mà từ đó nó không còn được nhìn thấy. Tuy nhiên, với tuổi vũ trụ mới vào khoảng 15 tỷ năm, thậm chí cả các sao lùn trắng già nhất vẫn còn bức xạ với nhiệt độ vài nghìn K.

Không phải tên một ngôi sao, đó chính là tên một loại sao. Cũng giống như con người, cuộc đời của các hành tinh được giới khoa học chia thành 3 giai đoạn: trẻ, trung niên, già. Sao lùn trắng là một loại sao trong giai đoạn già.

Xin đừng coi thường sao lùn trắng đã già nua, tuổi của chúng không như tuổi của con người mỗi thế hệ chỉ chênh nhau 20-30 năm. Cũng là 2 sao lùn trắng, tuổi của chúng có thể chênh lệch nhau mấy trăm triệu năm. Chẳng hạn với hai ngôi sao đều đã 30 triệu năm tuổi, một sao có tuổi thọ mấy tỷ năm thì nó đang ở thời điểm còn rất trẻ, nhưng nếu sao kia chỉ sống được mấy chục triệu năm thì nó sắp đến ngày "tận số".

Tuổi thọ chưa đủ để đo tiêu chuẩn của các ngôi sao lùn trắng, vậy các nhà thiên văn căn cứ vào đặc điểm gì? Hai chữ lùn trắng đã lột tả hết đặc tính của chúng.

“Trắng” cho thấy nhiệt độ của chúng rất cao. Bề mặt mặt trời chỉ nóng khoảng 6.000 độ, nhưng bề mặt của sao lùn trắng còn nóng hơn, khoảng 10.000 độ C nên phát ra ánh sáng trắng.

“Lùn” cho thấy thể tích của chúng nhỏ, tầm vóc nhỏ. Các sao lùn trắng thông thường có thể tích tương đương trái đất, tức là hơn 100 sao cộng lại mới bằng mặt trời. Có những sao thậm chí chỉ bằng một phần chục triệu mặt trời, nhưng trọng lượng của chúng thì tương đương.

Về mùa đông, chúng ta có thể nhìn thấy trên bầu trời phía đông nam một hằng tinh rất sáng và sáng suốt đêm gọi là sao Thiên Lang (sao sáng nhất trong chòm sao Đại Khuyển). Quay quanh sao Thiên Lang là một sao nhỏ mà mắt chúng ta không nhìn thấy. Đó là sao phụ của sao Thiên Lang và chính là sao lùn trắng được phát hiện sớm nhất vào năm 1862. Tuy sao này có thể tích tương đương trái đất nhưng trọng lượng của nó cực lớn. Một hạt vật chất nhỏ bằng hạt đậu trên sao này bằng 25 người, mỗi người nặng 55 kg.

Đến nay các nhà thiên văn học đã phát hiện ra hơn 1.000 sao lùn trắng. Chỉ vì chúng quá nhỏ nên mặc dù rất sáng, sáng hơn cả mặt trời nhưng con người rất khó phát hiện ra. Theo thống kê, trong ngân hà có khoảng 10 tỷ sao lùn trắng.