Nhìn lên bầu trời đêm bạn sẽ thấy những ngôi sao và các hành tinh trong vũ trụ đang lấp lánh, nhưng chỉ một phần nhỏ những ngôi sao trên bầu trời có thể được nhìn thấy bằng mắt thường. Vậy đâu thật sự là ngôi sao lớn nhất trong vũ trụ.

(Joannie Dennis, CC BY 2.0)

Trên thực tế, có khoảng 100 tỷ ngôi sao trong 10.000 tỷ thiên hà nằm trong vũ trụ có thể quan sát được. Điều này có nghĩa là có khoảng 1024 ngôi sao nằm ngoài phạm vi nhìn thấy.

Những ngôi sao đẹp mắt này xuất hiện với màu sắc và kích cỡ khác nhau, nhiều ngôi sao làm Mặt trời của chúng ta trông chỉ giống như một hạt bụi không đáng kể. Nhưng ngôi sao nào thực sự khổng lồ trên bầu trời?

Vâng, chúng ta phải bắt đầu bằng cách định nghĩa thế nào là khổng lồ? Đó phải là một ngôi sao có bán kính lớn nhất hay khối lượng lớn nhất?

(Mike Durkin, CC BY-SA 2.0)

Ngân hà Bohemoths

Ngôi sao có thể có bán kính lớn nhất hiện nay là UY Scuti, một siêu sao khổng lồ màu đỏ tươi nằm trong chòm sao Scutum. Cách Trái đất 9,500 năm ánh sáng, và gồm các nguyên tố hydro, heli và những nguyên tố nặng khác tương tự như các thành phần hóa học của Mặt trời chúng ta, ngôi sao này có bán kính lớn hơn khoảng 1708 (± 192) Mặt trời của chúng ta.

Bán kính của nó gần bằng 1,2 tỷ km, dẫn tới chu vi khoảng 7,5 tỷ km. Để hình dung rõ hơn, bạn sẽ cần 950 năm để bay vòng quanh nó bằng một chiếc máy bay thương mại, thậm chí ánh sáng sẽ mất 6 giờ 55 phút để vòng quanh nó. Nếu đặt nó ở vị trí Mặt trời của chúng ta, bề mặt của nó sẽ ở đâu đó giữa quỹ đạo của sao Mộc và sao Thổ, và không cần phải nói, Trái Đất tất nhiên sẽ bị nuốt chửng.

Ngôi sao UY Scuti, Kính thiên văn Rutherford [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC BY-SA 3.0]

Do kích cỡ khổng lồ và khối lượng có thể gấp 20 đến 40 lần khối lượng Mặt trời của chúng ta (hay nặng khoảng 2-8×10³¹kg), mật độ của ngôi sao UY Scuti có thể lên đến 7×10⁻⁶ kg/m³. Nói cách khác, độ đậm đặc của nó thấp hơn nước đến một tỷ lần.

Trên thực tế, nếu bạn có thể đặt ngôi sao này trong bồn tắm nước lớn nhất trong vũ trụ, về mặt lý thuyết nó sẽ nổi. Độ đặc của nó thấp hơn 1 triệu lần so với không khí trung bình của Trái Đất ở nhiệt độ phòng, nó cũng sẽ lơ lửng trong không khí giống như một quả bong bóng nếu bạn có thể tìm thấy một công viên đủ lớn.

Nhưng nếu những sự thật điên khùng này làm bạn sửng sốt, thì thậm chí chúng tôi vẫn chưa bắt đầu. UY Scuti có thể khổng lồ nhưng nó không phải là một ngôi sao hạng nặng. Vua hạng nặng là ngôi sao R136a1, nằm trong Thiên hà LMC, cách chúng ta khoảng 165.000 năm ánh sáng.

Ngôi sao R136a1 (bên phải) nằm trong một cụm dày đặc những ngôi sao cách Trái Đất 165.000 năm ánh sáng. (NASA Blueshift, CC BY 2.0)

Cuộc tấn công cực lớn

Ngôi sao này là một khối cầu chứa hydro, heli và các nguyên tố nặng chiếm khoảng một nửa Mặt trời, nó có bán kính chỉ lớn hơn bán kính Mặt trời 35 lần, nhưng có khối lượng nặng hơn 265 lần, điều này đặc biệt ấn tượng, thậm chí nó đã thực sự mất đi một khối lượng gấp 55 lần Mặt trời trong khoảng thời gian 1,5 triệu năm tuổi.

Loại sao Wolf-Rayet này không ổn định. Nó sẽ xuất hiện như một quả cầu màu xanh mờ không có bề mặt rõ ràng vì nó đẩy ra những cơn gió vô cùng mạnh mẽ. Những cơn gió này di chuyển với tốc độ 2.600 km/s hay nhanh hơn tàu thăm dò Juno 65 lần, đây là vật thể có tốc độ lớn nhất mà con người có thể tạo ra.

Kết quả là, nó mất khối lượng ở mức 3.21×10¹⁸kg/s, tương đương với một Trái Đất mỗi 22 ngày.

Như một ngôi sao nhạc rock ưu tú tỏa sáng nhanh và chết nhanh. R136a1 phát ra năng lượng nhiều hơn 9 triệu lần so với Mặt trời của chúng ta và sẽ phát ánh sáng mạnh hơn gấp 94.000 lần đối với con mắt chúng ta nếu nó thay thế Mặt trời. Trên thực tế, nó là một ngôi sao sáng nhất từng được phát hiện.

Thiên hà LMC: đầy những ngôi sao (Hubble Heritage, CC BY-SA 2.0)

Nó có nhiệt độ bề mặt hơn 53.000 độ K và nó sẽ chỉ sống thêm được 2 triệu năm nữa. Cái chết của nó sẽ tạo thành một siêu lân tinh khổng lồ thậm chí không để lại một lỗ đen.

Tất nhiên, đối với những kẻ khổng lồ này, Mặt trời của chúng ta chỉ giống như một hạt bụi không đáng kể, nhưng nó sẽ gia tăng kích thước khi nó già. Trong khoảng 7,5 tỷ năm nó sẽ đạt kích thước khổng lồ như một hành tinh khổng lồ đỏ, mở rộng đến độ quỹ đạo của Trái Đất hiện tại sẽ ở bên trong nó và thậm chí Trái Đất sẽ bị xoắn ốc vào trong Mặt trời trước đó.

Nhưng tất cả các ngôi này chỉ là một phần rất nhỏ của những thiên hà rộng lớn hơn, chúng chỉ giống như một cái ghim tự ghim mình trong một vũ trụ rộng lớn. Và Trái Đất? Vâng, tốt nhất là không nên nói tới nó trong bài này.

Thanh Phong dịch từ The Conversation