Các nhà thiên văn học từ Đại học Công nghệ Chalmers đã phát hiện một cấu trúc khí và bụi khổng lồ, đang giãn nở quanh sao siêu khổng lồ đỏ DFK 52. Cấu trúc này, được xác định là bong bóng lớn nhất từng được quan sát thấy trong Dải Ngân hà, đã được phát hiện nhờ các quan sát vô tuyến cực kỳ nhạy cảm từ Kính thiên văn milimét/cận milimét Atacama (ALMA).
Bong bóng này, được hình thành từ vật chất bị đẩy ra ngoài cách đây khoảng 4.000 năm, đang đặt ra một thách thức lớn cho các mô hình vật lý thiên văn hiện tại. DFK 52 là một ngôi sao khổng lồ, nằm trong giai đoạn cuối của vòng đời, tương tự như sao Betelgeuse. Các ngôi sao này, thường có khối lượng gấp tám lần Mặt Trời, được dự đoán sẽ kết thúc vòng đời của mình bằng một vụ nổ siêu tân tinh. Tuy nhiên, DFK 52 đã trải qua một sự kiện phun trào vật chất quy mô lớn, tạo ra một bong bóng khí rộng lớn mà không có bất kỳ vụ nổ siêu tân tinh nào đi kèm.
Nguồn gốc của vụ phun trào dữ dội này vẫn còn là một bí ẩn, thách thức các lý thuyết hiện có về cách các ngôi sao khổng lồ mất khối lượng trong những thiên niên kỷ cuối đời. Bong bóng bao quanh DFK 52 có đường kính lên tới 1,4 năm ánh sáng, lớn hơn Hệ Mặt Trời hàng nghìn lần. Nếu DFK 52 ở gần Trái Đất như Betelgeuse, bong bóng này sẽ chiếm khoảng một phần ba đường kính biểu kiến của Mặt Trăng trên bầu trời đêm.
Khả năng của ALMA trong việc phát hiện các bức xạ sóng milimét, đặc biệt là carbon monoxide và silicon monoxide, đã cho phép các nhà khoa học lập bản đồ khí lạnh và dày đặc. Các phép đo vận tốc Doppler đã xác nhận bong bóng đang giãn nở, cho thấy một giai đoạn tiến hóa năng động của ngôi sao. Trưởng nhóm nghiên cứu, Mark Siebert, bày tỏ sự ngạc nhiên trước kích thước và sự phức tạp của bong bóng, lưu ý đến tính chất "lộn xộn" và quy mô khổng lồ của nó. Ông cho biết DFK 52, mặc dù có các đặc tính sao tương tự như Betelgeuse, nhưng lại thể hiện một lịch sử gần đây đầy biến động, điều mà ông không ngờ tới.
Sự kiện tạo ra bong bóng có khả năng liên quan đến việc đẩy nhanh vật chất sao, với khối lượng tương đương Mặt Trời của chúng ta. Sự kiện này, xảy ra cách đây khoảng 4.000 năm, là một khoảng thời gian rất ngắn trong thang đo vũ trụ. Việc phun trào vật chất mạnh mẽ này đã làm thay đổi đáng kể môi trường xung quanh ngôi sao, phân phối lại các nguyên tố nặng và có khả năng ảnh hưởng đến sự hình thành sao trong tương lai.
Sự tồn tại của bong bóng này làm dấy lên câu hỏi về sự tồn tại và ổn định của các ngôi sao như vậy sau các giai đoạn mất khối lượng thảm khốc. Một giả thuyết được đưa ra là sự hiện diện của một ngôi sao đồng hành ẩn giấu, vì những ngôi sao đồng hành như vậy có thể gây ra hoặc tăng cường các sự kiện mất khối lượng. Các sao siêu khổng lồ đỏ như DFK 52 đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu quá trình tổng hợp hạt nhân, quá trình tạo ra các nguyên tố nặng bên trong các ngôi sao. Những nguyên tố này cuối cùng sẽ được phân tán vào không gian, tạo thành các khối xây dựng cho các ngôi sao, hành tinh và sự sống mới.
Hiểu rõ lịch sử mất khối lượng và số phận của những ngôi sao này giúp tinh chỉnh các mô hình vật lý thiên văn về siêu tân tinh. Đồng điều tra viên Elvire De Beck nhấn mạnh tầm quan trọng của khám phá này, cho rằng kích thước và khối lượng của bong bóng cho thấy các quá trình năng lượng cao trong giai đoạn cuối đời của sao. Bà nhấn mạnh rằng cách những vụ phun trào này phù hợp với dòng thời gian của siêu tân tinh vẫn còn là một bí ẩn sâu sắc.
Những phát hiện này mở ra những hướng khám phá lý thuyết mới về hành vi cuối đời của các ngôi sao khổng lồ. Việc phát hiện ra bong bóng giãn nở, tăng tốc này xung quanh DFK 52 là một cột mốc quan trọng trong thiên văn học thiên hà. Nó mở rộng kho lưu trữ các vật chất bị đẩy ra bởi sao khổng lồ và cung cấp một phòng thí nghiệm tự nhiên để kiểm tra vật lý chi phối vòng đời của các ngôi sao khổng lồ. Bằng cách hiểu các sự kiện dẫn đến vụ nổ siêu tân tinh, các nhà thiên văn học mong muốn dự đoán và hiểu rõ hơn về các sự kiện vũ trụ này, vốn ảnh hưởng đến sự tiến hóa của thiên hà.