Tại sao lại có sao trên trời? Sự thật về các ngôi sao trên trời

Khi nhìn lên bầu trời vào buổi tối, chúng ta dễ dàng nhìn thấy vô vàn những vì sao với độ sáng khác nhau. Vậy đã bao giờ bạn thắc mắc tại sao lại có sao trên trời, và vì sao chúng ta lại nhìn thấy được chúng chưa, hãy cùng chúng tôi giải đáp trong bài viết dưới đây nhé!

Tại sao lại có sao trên trời?

Nội dung bài viết

1 Sao là gì?
2 Tại sao lại có sao trên trời?
3 Phân loại sao
4 Một số sự thật thú vị về các ngôi sao

Sao là gì?

Sao (tinh tú, định tinh hay hằng tinh) là thiên thể plasma, khối lượng lớn có khả năng tự phát ra ánh sáng. Các ngôi sao thường có khối lượng lớn hơn Trái Đất hàng chục đến hàng trăm nghìn lần, và tối thiểu lớn gấp 70 lần khối lượng sao Mộc (hành tinh lớn nhất hệ mặt trời). Ngôi sao gần Trái Đất nhất chính là mặt trời, là nguồn năng lượng lớn cho các hoạt động sống trên Trái Đất.

Nhiệt độ bề mặt của một ngôi sao thông thường sẽ rơi vào khoảng 3.000 đến 50.000K, còn nhiệt độ ở lõi lên tới vài triệu hoặc vài chục triệu K. Một số ngôi sao khổng lồ có nhiệt độ lại tâm 100 triệu K.

Đa số ngôi sao có thể nhìn thấy trên bầu trời ban đêm bằng mắt thường. Chúng được nhóm lại cùng nhau thành các chòm sao và các mảng sao. Những ngôi sao nổi bật, sáng nhất sẽ có tên gọi riêng.

Tại sao lại có sao trên trời?

Mỗi ngôi sao hình thành từ những thành phần cơ bản như Hydro, heli và một số nguyên tố khác. Các vì sao lơ lửng trong vũ trụ bởi lực hấp dẫn hướng tâm vào lòng nó. Lực hấp dẫn lớn này cũng làm cho áp suất ở tâm thiên thể tăng cao, cung cấp gia tốc cho các nguyên tử khí (ở đây chủ yếu là nguyên tử Hydro).

Khi các nguyên tử khí va đập với nhau với vận tốc lớn, sẽ làm phá vỡ lớp vỏ điện tử, tách các electron ra khỏi hạt nhân. Trong lõi ngôi sao sẽ không còn là chất khí thông thường, mà là thực thể plasma với hạt nhân và các electron chuyển động hỗn độn.

Sao là thiên thể plasma có khối lượng lớn và có khả năng tự phát ra ánh sáng

Tại đây, các hạt nhân va chạm trực tiếp với nhau ở vận tốc lớn, gây ra phản ứng nhiệt hạch. Phản ứng này được biết tới ở bom khinh khí (loại bom có khả năng giải phóng ra nguồn năng lượng lớn gấp hàng nghìn lần bom nguyên tử có cùng khối lượng).

Tương tự, phản ứng nhiệt hạch ở lõi các ngôi sao cũng giải phóng ra một nguồn năng lượng cực kỳ lớn dưới dạng bức xạ, một phần chính là bức xạ ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy.

Phân loại sao

Ngày nay, người ta thường chia các loại sao dựa trên biểu đồ quang phổ. Theo đó, ngôi sao có quang phổ thu được ở vị trí nào trên biểu đồ sẽ được xác định là ở nhóm nào, dựa trên các đặc điểm cụ thể về khối lượng và nhiệt độ.

Biểu đồ quang phổ được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là biểu đồ Hertzsprung-Russell, có khả năng biểu thị độ sáng, kích thước và nhiệt độ của ngôi sao bất kỳ khi thu quang phổ của nó.

Theo khối lượng, sao được chia thành 2 loại chính là sao lùn và sao khổng lồ.
Theo nhiệt độ, có 7 cấp để xác định với ký hiệu lần lượt là O, B, A, F, G, K, M. Những ngôi sao được xác định có nhiệt độ càng gần O thì càng nóng, càng gần M càng lạnh. Bản thân mỗi cấp này cũng sẽ được chia thành nhiều cấp nhỏ khác.

Theo nghiên cứu, đa số các ngôi sao hiện nay đều tập trung ở dãy chính của biểu đồ, là dãy của các sao lùn và cận khổng lồ. Mặt trời cũng nằm trên dãy này (nhóm G, ký hiệu quang phổ G2V – sao lùn vàng/Yellow dwarf).

Mặt trời là một vì sao đặc biệt

Một số sự thật thú vị về các ngôi sao

Số lượng sao trên toàn vũ trụ lên tới hơn 1 triệu tỷ tỷ ngôi sao

Sau nhiều năm quan sát, đài thiên văn Hubble đã phát hiện ra khoảng 10.000 thiên hà tại những vùng tối tăm và sâu nhất của vũ trụ. Dải ngân hà của chúng ta có khoảng 100 tỷ ngôi sao, nếu nhân con số này lên với những thiên hà khác, số lượng tinh tú hiện có sẽ là khoảng 1 triệu tỷ tỷ ngôi sao trên toàn vũ trụ. Thậm chí con số này còn có thể lớn hơn rất nhiều, bởi còn nhiều thiên hà vẫn chưa được phát hiện ra với nền khoa học công nghệ hiện tại.

Số lượng sao quan sát được bằng mắt thường rất ít

Mặc dù trên vũ trụ tồn tại số lượng khổng lồ các vì sao, nhưng mắt thường có của chúng chỉ có thể quan sát được một phần nhỏ bởi lý do khoảng cách. Ví dụ một tinh tú mang tên Tâm Tú Nhị, có thể tích cực lớn, gấp khoảng 220 triệu lần so với Mặt Trời, năng lực phát sáng gấp khoảng 5 vạn lần Mặt Trời nhưng do khoảng cách với Trái Đất là 410 năm ánh sáng, nên khi quan sát, chúng ta chỉ có thể thấy một ngôi sao nhấp nháy màu đỏ. Tuy nhiên nếu chuyển vì sao này đến vị trí hiện tại của Mặt Trời, vạn vật trên Trái Đất sẽ bị năng lượng của nó tiêu hủy.

Vào những đêm không trăng hoặc không có bất kỳ nguồn sáng nào, một người có thị lực tốt chỉ có thể nhìn thấy được khoảng 2000 đến 2500 ngôi sao tại cùng một thời điểm.

Số lượng sao có thể quan sát bằng mắt thường rơi vào khoảng 2000-2500

Các ngôi sao không sáng nhấp nháy như chúng ta thấy

Khi quan sát, chúng ta thường thấy ngôi sao trông có vẻ như đang sáng nhấp nháy, đặc biệt là những ngôi sao xuất hiện gần đường chân trời. Nhưng thật ra đây không phải đặc tính phát sáng của ngôi sao, mà do bầu khí quyển nhiễu loạn của Trái Đất.

Theo đó, khi ánh sáng chiếu xuyên qua bầu khí quyển sẽ đi qua nhiều lớp không khí khác nhau nên bị thay đổi về màu sắc và cường độ ánh sáng. Điều này khiến mắt người nhìn thấy dường như chúng đang nhấp nháy. Hiện tượng này không xảy ra đối với những ngôi sao ở phía trên bầu khí quyển Trái Đất.

Những ngôi sao càng nhỏ thì tuổi thọ càng cao

Nhờ năng lượng giải phóng cực kỳ lớn, ngôi sao có thể cháy sáng vài chục, vài trăm triệu hay hàng tỷ năm, và những ngôi sao có khối lượng càng nhỏ thì tuổi thọ càng cao và ngược lại.

Ví dụ như mặt trời là một sao lùn, khối lượng trung bình có thể sống khoảng 10 tỷ năm. Trong khi những ngôi sao có khối lượng lớn hơn nhiều, đôi khi chỉ sống được vài trăm hay vài chục triệu năm do khối lượng lớn tạo nên áp lực lớn hướng vào tâm, khiến cho phản ứng kết hợp hạt nhân xảy ra nhanh hơn, từ đó ngôi sao nhanh chóng bị cạn kiệt năng lượng.

Những ngôi sao càng nhỏ thì tuổi thọ càng cao

Mặt Trời – một ngôi sao đặc biệt

Mặt Trời là một ngôi sao lùn. Mặt Trời vốn có nhiệt độ bề mặt hơn 5800 °C, có bước sóng nằm trong vùng chuyển tiếp giữa phổ màu lam và lục. Tuy nhiên, khi mắt người hòa trộn các màu sắc với nhau, màu sắc biểu kiến của mặt trời trở thành màu trắng hoặc trắng hơi vàng.

Ở Sao Kim, 1 ngày dài hơn 1 năm

Sao Kim có tốc độ quay quanh trục khá chậm so với Trái Đất. Cụ thế, vì sao này mất tới 243 ngày (ngày Trái Đất) để quay một vòng quanh trục của mình, tuy nhiên lại chỉ cần 225 ngày Trái Đất để quay quanh Mặt Trời. Do đó một năm ở Sao Kim ngắn hơn 1 ngày.

Bên cạnh đó, Sao Kim cũng chính là hành tinh duy nhất trong hệ mặt trời quay theo hướng ngược với các hành tinh khác.

Hoàng hôn trên Sao Hỏa có màu xanh

Vào năm 2015, các chuyên gia NASA đã chụp được một bức ảnh hoàng hôn tại sao hỏa. Tại đây, hoàng hôn có mang xanh da trời chứ không phải ám vàng hay đỏ như trên Trái Đất. Lý do hoàng hôn tại đây có máu sắc như vậy là do các hạt bụi mịn trong bầu khí quyển Sao Hỏa cho phép ánh sáng xanh đi qua dễ dàng hơn những ánh sáng có bước sóng dài hơn như đỏ, cam, vàng,…

Hoàng hôn trên sao Hỏa có màu xanh dương

Hiện tượng sao khổng lồ đỏ

Sau khi đã cháy hết Hydro, ngôi sao đó không còn khả năng sản sinh năng lượng chống lại lực hướng tâm nữa và một lần nữa co lại. Khi đó các hạt nhân Heli kết hợp với nhau tại thành hạt nhân của các nguyên tố nặng hơn như Carbon, Oxy cho tới Sắt. Quá trình này sản sinh năng lượng làm phồng lớp vỏ, trong khi lõi vẫn tiếp tục co lại. Đây chính là giai đoạn tạo ra sao khổng lồ đỏ.

Đối với những ngôi sao có khối lượng từ 0,5 đến 10 lần khối lượng Mặt Trời, lớp vỏ sao khổng lồ đỏ khi phồng lên đến một mức đủ lớn sẽ phát nổ, tạo thành các tinh vân hành tinh. Trong khi những sao có khối lượng lớn hơn sẽ tiếp tục phồng lên rất lớn, trở thành các sao siêu khổng lồ đỏ, đến một giới hạn nhất định sẽ nổ. Hiện tượng này được gọi là vụ nổ supernova.

Hình thành lỗ đen vũ trụ

Sau vụ nổ supernova, phần lõi của một số ngôi sao có khối lượng tối thiểu gấp 1,4 lần khối lượng mặt trời sẽ tiếp tục co lại. Các electron tự do trong lõi bị ép chặt vào proton, kết hợp với nhau tạo thành neutron. Khi ở giai đoạn này, các ngôi sao ép toàn bộ vật chất xung quanh lại với một mật độ lớn vô hạn tập trung lại thành một điểm, gọi là điểm kỳ dị. Điểm kỳ dị này làm uốn cong không gian xung quanh, tạo thành một vùng không gian khép kín. Đường biên của vùng không gian này được các nhà khoa học gọi là chân trời sự kiện.

Do không gian được uốn cong, nên bất kỳ thứ gì cũng không thể thoát ra kể cả ánh sáng. Toàn bộ không gian được giới hạn bởi đường chân trời sự kiện được gọi là lỗ đen.

Có thể tồn tại hố đen vũ trụ lớn gấp 100 tỷ lần Mặt Trời

Những thông tin trên đây nhằm giải thích cho bạn cầu hỏi tại sao lại có sao trên trời. Mong rằng bài viết mang đến cho bạn những thông tin thú vị và bổ ích. Đừng quên theo dõi những bài viết tiếp theo để mở rộng vốn kiến thức của mình thêm nhé!

||Bài viết liên quan khác: