Một đám mây lớn chứa đầy các kim loại bị bốc hơi đã được phát hiện, đang thổi ra những luồng gió mạnh và tạm thời chặn ánh sáng của ngôi sao trong gần chín tháng. Các quan sát được thực hiện bằng kính thiên văn Gemini South tại Chile — một nửa của Đài quan sát Gemini Quốc tế, được tài trợ một phần bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (NSF) và do NSF NOIRLab vận hành. Các nhà nghiên cứu cho biết sự kiện này mang lại cái nhìn hiếm hoi về những hoạt động hỗn loạn, không ổn định có thể tiếp tục định hình lại các hệ hành tinh rất lâu sau khi chúng được hình thành.

Câu chuyện bắt đầu vào tháng 9 năm 2024, khi một ngôi sao cách Trái Đất khoảng 3.000 năm ánh sáng đột ngột mờ đi, chỉ còn khoảng 1/40 độ sáng bình thường. Trạng thái này kéo dài đến tháng 5 năm 2025. Ngôi sao có tên J0705+0612, có nhiều đặc điểm giống Mặt Trời, điều khiến sự suy giảm độ sáng đột ngột của nó đặc biệt thu hút sự chú ý của nhà vật lý thiên văn Nadia Zakamska (Đại học Johns Hopkins). “Những ngôi sao giống Mặt Trời không tự nhiên ngừng phát sáng mà không có lý do,” bà nói. “Vì vậy, những sự kiện mờ đi kịch tính như thế này là cực kỳ hiếm.”

Do hiện tượng này kéo dài nhiều tháng, nhóm của Zakamska đã tổ chức các đợt quan sát bổ sung tại nhiều cơ sở lớn. Họ sử dụng kính Gemini South trên núi Cerro Pachón (Chile), kính thiên văn Apache Point đường kính 3,5 mét và các kính Magellan đường kính 6,5 mét. Kết quả được công bố trong một bài báo trên The Astronomical Journal.

Bằng cách kết hợp các phép đo mới với dữ liệu lưu trữ về J0705+0612, nhóm nghiên cứu kết luận rằng ngôi sao đã bị “che khuất” (occultation), tức là một đám mây khí và bụi lớn, di chuyển chậm, đã đi ngang phía trước và che bớt ánh sáng của nó. Ước tính cho thấy đám mây nằm cách ngôi sao khoảng 2 tỷ km (1,2 tỷ dặm) và có kích thước trải rộng khoảng 200 triệu km (120 triệu dặm).

Một đĩa vật chất gắn với “bạn đồng hành” ẩn giấu

Các bằng chứng cho thấy đám mây này không trôi tự do trong không gian. Thay vào đó, nó dường như được giữ lại bởi lực hấp dẫn và liên kết với một thiên thể thứ cấp quay quanh ngôi sao ở khoảng cách xa trung tâm hệ hành tinh. Vật thể đồng hành này vẫn chưa được xác định, nhưng nó phải đủ nặng để giữ được một đám mây lớn như vậy. Dựa trên các quan sát, khối lượng của nó ít nhất gấp vài lần Sao Mộc, và có thể còn lớn hơn. Các khả năng bao gồm một hành tinh, một sao lùn nâu, hoặc một ngôi sao có khối lượng rất thấp.

Nếu vật thể chưa quan sát được này là một ngôi sao, đám mây sẽ được xếp loại là một “đĩa bao quanh vật thể thứ cấp” (circumsecondary disk), tức một đĩa mảnh vụn quay quanh thành viên nhỏ hơn trong một hệ sao đôi. Nếu đó là một hành tinh, cấu trúc này sẽ là một “đĩa bao quanh hành tinh” (circumplanetary disk). Dù trong trường hợp nào, việc bắt gặp một ngôi sao bị che khuất bởi một đĩa vật chất bao quanh một thiên thể thứ cấp là cực kỳ hiếm, với chỉ một số ít trường hợp từng được ghi nhận.

Để xác định thành phần của đám mây, nhóm nghiên cứu đã sử dụng máy quang phổ tiên tiến của Gemini South — Gemini High-resolution Optical SpecTrograph (GHOST). Vào tháng 3 năm 2025, GHOST đã quan sát hiện tượng che khuất trong hơn hai giờ, phân tách ánh sáng của ngôi sao thành phổ để xác định các nguyên tố hóa học có trong vật chất nằm giữa ngôi sao và Trái Đất.

“Khi bắt đầu quan sát hiện tượng này bằng quang phổ, tôi chỉ hy vọng hé lộ được phần nào thành phần hóa học của đám mây, vì trước đây chưa từng có phép đo nào như vậy,” Zakamska nói. “Nhưng kết quả đã vượt xa mọi kỳ vọng của tôi.”

Những cơn gió kim loại đang chuyển động

Dữ liệu từ GHOST cho thấy trong đám mây có nhiều kim loại — tức các nguyên tố nặng hơn heli. Đáng chú ý hơn, độ chính xác cao của các phổ cho phép nhóm nghiên cứu đo trực tiếp chuyển động của khí theo cả ba chiều không gian. Đây là lần đầu tiên các nhà thiên văn đo được chuyển động nội tại của khí trong một đĩa vật chất quay quanh một vật thể thứ cấp như hành tinh hoặc sao khối lượng thấp. Các quan sát cho thấy một môi trường năng động với những luồng gió kim loại dạng khí, bao gồm sắt và canxi.

“Độ nhạy của GHOST cho phép chúng tôi không chỉ phát hiện khí trong đám mây này mà còn đo được chính xác cách nó đang chuyển động,” Zakamska cho biết. “Đây là điều chúng tôi chưa từng làm được trước đây trong một hệ như thế này.”

“Nghiên cứu này minh họa rõ sức mạnh đáng kể của thiết bị mới nhất trên Gemini — GHOST,” Chris Davis, Giám đốc chương trình NSF tại NOIRLab, nhận xét, “và tiếp tục làm nổi bật một trong những thế mạnh lớn của Gemini: khả năng phản ứng nhanh với các sự kiện thoáng qua như hiện tượng che khuất này.”

Các phép đo chính xác về tốc độ và hướng của các luồng gió cho thấy đám mây chuyển động độc lập với ngôi sao chủ. Điều này, kết hợp với thời gian che khuất kéo dài, càng củng cố kết luận rằng vật thể gây che khuất là một đĩa vật chất bao quanh một thiên thể thứ cấp, quay ở vùng ngoài của hệ sao.

Nguồn phát xạ cho thấy dư thừa bức xạ hồng ngoại — dấu hiệu thường gắn liền với các đĩa vật chất quanh những ngôi sao trẻ. Tuy nhiên, J0705+0612 đã hơn 2 tỷ năm tuổi, đồng nghĩa với việc đĩa này khó có thể là tàn dư từ giai đoạn hình thành hành tinh ban đầu. Vậy nó được tạo ra như thế nào?

Zakamska đề xuất rằng đám mây này hình thành sau một vụ va chạm giữa hai hành tinh ở vùng ngoài của hệ hành tinh quanh ngôi sao, bắn tung bụi, đá và mảnh vụn vào không gian, tạo nên đám mây khổng lồ hiện nay đang đi ngang trước ngôi sao.

Một cánh cửa mới nhìn vào sự tiến hóa hành tinh

Phát hiện này cho thấy công nghệ mới đang mở ra những hiểu biết mới về Vũ trụ. GHOST đã mở ra một hướng nghiên cứu mới đối với các hiện tượng ẩn giấu trong những hệ sao xa xôi, đồng thời cung cấp những manh mối quan trọng về sự tiến hóa lâu dài của các hệ hành tinh và cách các đĩa vật chất có thể hình thành quanh những ngôi sao già.

“Sự kiện này cho chúng ta thấy rằng ngay cả trong các hệ hành tinh đã trưởng thành, những vụ va chạm quy mô lớn và đầy kịch tính vẫn có thể xảy ra,” Zakamska nói. “Đó là lời nhắc nhở sống động rằng Vũ trụ không hề tĩnh tại — mà là một câu chuyện đang tiếp diễn của sự hình thành, hủy diệt và biến đổi.”