Các chòm sao có thay đổi hình dạng không?

Câu trả lời là chắc chắn không! Vị trí của các ngôi sao trên bầu trời luôn thay đổi và sẽ tiếp tục như vậy cả về sau này nữa. Và trong bài biết dưới đây chúng ta sẽ cùng tìm hiểu vì sao lại như vậy.

Khoa học nhân loại đã tiến được một bước dài trong việc nghiên cứu tìm hiểu về vũ trụ, giúp chúng ta hình dung rõ hơn về thế giới rộng lớn ngoài kia, những cấu trúc hiện diện ngoài đó. Tuy nhiên, một điều vẫn tồn tại và phổ biến với thiên văn học cổ đại và hiện đại là các chòm sao.

Một bản đồ của toàn bộ bầu trời với 88 chòm sao, Dải Ngân hà được biểu thị bằng một dải tối và hình elip được biểu thị bằng một đường liền nét, tối

Đôi điều về các chòm sao trong vũ trụ

Những nhà thiên văn học thuở sơ khai khi quan sát bầu trời đêm đã sử dụng các chòm sao để xác định phương hướng, dự đoán các mùa. Những hình mẫu nổi bật – mà nhiều trong số đó là ngẫu nhiên –  của các ngôi sao là bước đệm cho nỗ lực của loài người vượt ra ngoài không gian. Mặc dù chỉ có 48 chòm sao ban đầu được liệt kê, nhưng Liên minh Thiên văn Quốc tế (IAU) hiện công nhận tồn tại 88 chòm sao.

Một ý tưởng được nhiều người chấp nhận về một chòm sao là nó đại diện cho một ranh giới tưởng tượng trên bầu trời, cùng với mô hình của các ngôi sao nằm trong ranh giới đó. Bất kỳ ngôi sao hoặc cụm sao, tinh vân hay thiên hà nào bên trong ranh giới đó đều được coi là một phần của chòm sao đó. Tuy nhiên, đối với câu hỏi mà chúng ta đặt ra ban đầu, là liệu các chòm sao có thay đổi theo thời gian hay không, chúng ta sẽ chỉ quan tâm đến hình thái sao đã tạo nên chòm sao ban đầu.

Chòm sao Ursa Major, Great Bear, là một trong những chòm sao nổi bật nhất trên bầu trời phía Bắc và có thể dễ dàng nhìn thấy bằng mắt thường

Vậy các chòm sao có luôn luôn giữ nguyên hình dạng như ban đầu không. Câu trả lời chắc chắn là không, bởi vị trí của các ngôi sao trên bầu trời luôn thay đổi và sẽ tiếp tục như vậy. Ở đây, chúng ta sẽ loại trừ những yếu tố tác động như vòng quay của Trái đất xung quanh Mặt trời và sự lắc lư của Trái đất về trục quay của nó. Vì thế, các chòm sao và và vị trí của các ngôi sao chúng ta nhìn thấy ngày nay sẽ không giống nhau khi lùi hàng triệu năm về quá khứ hay tiến tới hàng triệu năm trong tương lai.

Và để hiểu tại sao điều này xảy ra, trước hết, chúng ta cần xem xét kỹ các mối quan hệ. Chẳng hạn ngôi sao trong một chòm sao có bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn không..

Chòm sao không phải là một ‘gia đình’

Các ngôi sao tạo thành mô hình của một chòm sao cụ thể có khoảng cách khác với Trái đất. Điều này ngụ ý rằng, trong một chòm sao, các ngôi sao bao gồm mẫu chòm sao không bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn với nhau. Chúng chỉ xuất hiện theo cách đó vì chúng ta thường có cái nhìn nhiều chiều về bầu trời và vị trí tương đối của các ngôi sao bên trong nó. Điều đó cũng có nghĩa là nếu chúng ta quan sát bầu trời từ một hành tinh nằm trong một hệ sao khác, chúng ta sẽ thấy một vị trí hoàn toàn khác của các ngôi sao trên bầu trời.

Hình ảnh cho thấy khoảng cách của các ngôi sao chính trong chòm sao Orion, chúng ta có thể thấy rằng các ngôi sao nằm ở những khoảng cách khác nhau so với Trái đất.

Chuyển động thuận theo tự nhiên của các vì sao

Chúng ta có thể tin rằng các ngôi sao trong một chòm sao là độc lập với nhau, và từ đó có những động lực để cố gắng hiểu thêm về chuyển động riêng lẻ của các ngôi sao. Tất nhiên, những ngôi sao chúng ta nhìn thấy trên bầu trời đêm sẽ xoay quanh trung tâm thiên hà của chúng ta, giống như Mặt trời vậy. Ngoài ra, còn một thực tế là chúng ta nhìn thấy các chòm sao khác nhau trên bầu trời trong suốt cả năm, lý do là vì Trái đất ở các vị trí khác nhau trong quỹ đạo của nó khi nó chuyển động quanh Mặt trời. Tuy nhiên, cả hai yếu tố này không góp phần vào bất kỳ sự thay đổi nào trong mô hình của các chòm sao hoặc vị trí của các ngôi sao trên bầu trời.

Những gì chúng ta cần quan tâm chính là “chuyển động riêng” của các ngôi sao. Trong thiên văn học, chuyển động riêng của một ngôi sao được đo bằng cách xem mức độ dịch chuyển của các ngôi sao so với các ngôi sao ở xa khác, hay nói chính xác hơn là sự thay đổi vị trí về độ lớn góc theo thời gian khi nhìn từ khối tâm của hệ Mặt Trời. Sự dịch chuyển này có thể được đo bằng độ arcminutes và arcseconds (phút góc), đồng thời được thực hiện bằng cách xem xét rằng từ một đầu của bầu trời sang chân trời kia sẽ là 180 độ. Chúng ta có thể gần như tìm được độ đo và độ dài quãng đường bằng bàn tay và ngón tay của mình.

Hình ảnh cho thấy chuyển động thích hợp của ngôi sao phát sinh từ chuyển động ngang của nó như thế nào

Khi bạn duỗi thẳng cánh tay, ngón tay út đo khoảng 1 độ trên bầu trời, trong khi nhẫn, giữa và ngón trỏ cùng bao quanh khoảng 5 độ của bầu trời. Còn nếu chúng ta dang ngón trỏ và ngón út ra xa nhau, chúng ta sẽ đo được 15 độ, và làm tương tự đối với ngón cái và ngón út của chúng ta sẽ tạo ra 25 độ.

Bất kỳ sự dịch chuyển tương đối nào mà chúng ta thấy ở vị trí của các ngôi sao do chuyển động thích hợp của nó được đo bằng độ arcminutes và arcseconds nói trên. Ngoài cuộc cách mạng xung quanh trung tâm thiên hà, chuyển động của một ngôi sao có thể thay đổi vì một số lý do. Đôi khi chuyển động của nó có thể bị ảnh hưởng bởi các quá trình khác nhau trong quá trình hình thành. Nó cũng có thể bị thay đổi do tương tác hấp dẫn với các ngôi sao khác, cụm sao hoặc bất kỳ vật thể không gian sâu nào khác mà nó gặp phải tại một thời điểm nào đó trong thời gian tồn tại của nó. Theo điểm nhìn từ Trái Đất, chuyển động riêng của một ngôi sao phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của ngôi sao, cũng như khoảng cách của nó với Trái đất.

Ngôi sao của Barnard (giữa) so với Mặt trời (trái) và hành tinh Sao Mộc (phải), là ngôi sao có chuyển động riêng cao nhất

Ảnh hưởng của chuyển động riêng đến thời gian tồn tại của các ngôi sao

Tiếp tục với câu hỏi: giá trị của chuyển động riêng của các ngôi sao trông như thế nào? Câu trả lời là cực kỳ khó nắm bắt. Nếu chúng ta coi ngôi sao có chuyển động thích hợp nhanh nhất trên bầu trời là ngôi sao của Barnard, thì sẽ mất 350 năm để nó bao phủ 1 độ (hoặc chiều rộng bằng một ngón tay út) trên bầu trời. Phần lớn những ngôi sao khác cũng sẽ mất nhiều thời gian hơn để bao phủ cùng một khoảng cách như vậy. Điều này xảy ra khi các ngôi sao di chuyển với tốc độ khoảng hàng chục km/giây, một số lúc có thể là hàng trăm km/giây. Tốc độ này thực sự rất nhanh, tương đương với chiếc ô tô” nhanh nhất trên Trái đất, SSC Tuatara có tốc độ 0,148 km/giây. Lý do mà điều này không gây ảnh hưởng đáng chú ý đến bầu trời đêm là do khoảng cách quá lớn giữa Trái đất và các ngôi sao.

Ngoài chuyển động riêng thì cũng có trường hợp một ngôi sao có thể phát nổ và chết đi. Vì ánh sáng của vụ nổ cũng cần có thời gian để đến được với chúng ta, nên câu hỏi nữa là liệu những ngôi sao chúng ta nhìn thấy ngày nay có thực sự ở đó hay không. Điều này được cho là khó xảy ra, vì các ngôi sao tồn tại lâu hơn rất nhiều so với tuổi thọ của con người, nên có khả năng một ngôi sao lớn sẽ phát nổ trong vòng vài trăm hoặc nghìn năm tới, các ứng của viên có thể bao gồm Betelgeuse và Rigel, cả hai đều là những ngôi sao nổi bật trong chòm sao Orion.

Hai bức ảnh này so sánh chòm sao Ursa Major trông như thế nào ngày nay và nó có thể trông như thế nào vào năm 50.000 trước Công nguyên

Nói tóm lại, các vì sao luôn chuyển động và sẽ thay đổi vị trí của chúng trong chòm sao theo thời gian. Nhưng quá trình này diễn ra cực kỳ chậm và bất kỳ thay đổi nào có thể phân biệt được sẽ không xảy ra trong một đời người. Thậm chí, nó chậm chạp đến mức chúng ta đang thấy những chòm sao giống như các nền văn minh La Mã và Ai Cập cổ đại đã thấy. Sẽ mất khoảng 100.000 năm để các chòm sao thay đổi ngoài khả năng nhận biết.

Chuyển động riêng cũng quan trọng không kém cho nên dù chúng ta có thể sống với các chòm sao hiện tại trong vài nghìn năm tới, hay hàng trăm nghìn năm trong tương lai, nhưng có khả năng các nhà thiên văn học sẽ còn phát hiện ra những chòm sao mới khác

>>> Vì sao bọ rùa làm tình với vỏ chai?

Nguồn scienceabc