Alpha Centauri (α(alpha) Centauri / α Cen), còn có tên là Rigil Kentaurus, Rigil Kent, hoặc Toliman, là ngôi sao sáng nhất trong chòm sao hướng nam là Nhân Mã (Centaurus) và là một hệ sao nhị phân, Alpha Centauri AB (α Cen AB). Đối với mặt thường nó chỉ là một ngôi sao, với tổng độ sáng được xếp vào ngôi sao sáng thứ ba trên bầu trời đêm.

Alpha Centauri là hệ sao gần Hệ Mặt Trời chúng ta nhất. Khoảng cách của nó là khoảng 1,34 parsec, hay 4,37 năm ánh sáng.

Vị trí của Alpha Centauri trong chòm sao Nhân Mã Centaurus, được mô phỏng qua phần mềm Stellarium.

Thành phần

Alpha Centauri, hoặc Rigil Kentaurus, chỉ là một ngôi sao nằm ở phía nam đối với mắt thường.

Đối với kính viễn vọng, hai ngôi sao sáng nhất tạo ra hệ Alpha Centauri AB, thường viết tắt là α Centauri AB hay α Cen AB, và một hệ sao nhị phân (binary star) có quỹ đạo gần nhau.

Alpha Centauri A (α Cen A) và Alpha Centauri B (α Cen B) là những ngôi sao riêng biệt, thường được coi là hai thành phần khác nhau trong hệ nhị phân α Cen AB. Thêm vào đó là một người bạn đồng hành xa hơn và mờ hơn nhiều mang tên Proxima Centauri, Proxima hoặc α Cen C. Proxima Centauri là một sao đôi quang học (visual double) với Alpha Centauri AB, người ta tin rằng nó có mối liên hệ với α Cen AB. Tuy nhiên, chứng cứ trực tiếp chứng minh rằng nó có một quỹ đạo ellip với hệ sao nhị phân này vẫn chưa được tìm thấy.

Cả ba thành phần này tạo ra một hệ sao ba quan học (visual triple star system), gọi tắt là sao ba (hay sao phức), α Cen AB-C.

Đặt tên theo cách này tạo điều kiện cho các nhà thiên văn chuyên nghiên cứu sao đôi dễ dàng phân biệt được các thành phần và ý nghĩa của mối quan hệ giữa các thành phần. Tất cả các cách đặt tên thành phần này được lưu giữ và điều chỉnh bởi U.S. Naval Observatory, trong một danh mục liên tục được cập nhật là danh sách sao đôi Washington (Washington Double Star Catalog) viết tắt WDS và chứa hơn 102.387 sao đôi sử dụng các đặt tên này.

Đặc điểm của hệ

Alpha Centauri đối với mắt thường là một ngôi sao duy nhất và mờ hơn Sirius và Canopus. Ngôi sao sáng thứ tư trên bầu trời đêm là Arcturus. Khi xét riêng rẽ các vì sao trên bầu trời (ngoại trừ Mặt Trời), Alpha Centauri A đứng thứ tư với độ sáng biểu kiến là +0,01, chỉ mờ hơn một chút Arcturus với độ sáng biểu kiến -0.04. Alpha Centauri B có độ sáng 1.33 là ngôi sao sáng thứ hai mươi mốt.

Alpha Centauri A là thành viên chính (principal) trong hệ nhị phân hay còn gọi là sao chính (primary), nó lớn hơn và sáng hơn Mặt Trời một chút. Nó thuộc nhóm sao dãy chính (main sequence star) và tương tự với Mặt Trời tương tự với màu vàng-trắng, nhóm sao (stellar classification) của nó là loại quang phổ G2 V. Từ việc xác định quỹ đạo, người ta xác định được α Cen A nặng hơn Mặt Trời khoảng 10%, và bán kính lớn hơn khoảng 23%. Vận tốc tự quay dự đoán (v.sin i) của sao này là 2,7 ± 0,7 km -1, kết quả là một chu kỳ quay của nó khoảng 22 ngày.

Alpha Centauri B là sao đồng hành (companion star) hay sao thứ hai (secondary), nhỏ hơn và mờ hơn Mặt Trời một chút. Ngôi sao dãy chính này có loại quang phổ là K1 V, khi quan sát nó có màu vàng cam đậm hơn sao chính. Theo khối lượng, α Cen B bằng khoảng 90% khối lượng Mặt Trời và bán kính nhở hơn 14%. Vận tốc tự quay (v.sin i) là 1,1 ± 0,8 km -1, từ đó có thể ước tính được chu kỳ tự quay là khoảng 41 ngày. (Trước đây người ta dực đoán nó có chu kỳ tới 36,8 ngày.) Mặc dù nó sáng yếu hơn bạn đồng hành của nó nhưng quang phổ của sao B lại cho thấy các tia X mang năng lượng mạnh hơn, có ít nhất là một lần người ta quan sát thấy ngôi sao này bừng sáng.
Alpha Centauri C, còn gọi là Proxima Centauri, thuộc quang phổ loại M5Ve hoặc M5VIe, điều này có nghĩa là nó là một ngôi sao nhỏ trên dãy chính (loại V) hoặc là một ngôi sao lùn nhỏ (sub-dwarf) (VI). Khối lượng của nó khoảng 0,12 Mʘ.

Cùng với nhau, các thành phần thấy được của hệ sao nhị phân này được gọi chung là Alpha Centauri AB (α Cen AB). Cách viết “AB” này biểu hiện tâm hấp dẫn của hệ sao đôi nằm cân xứng so với các sao thành phần ( và được dùng trong bất kỳ hệ sao phức nào tương tự). “AB-C” có nghĩa là quỹ đạo của Proxima là quay quanh cặp sao nhị phân ở giữa, nó cách xa tâm hấp dẫn và là bạn đồng hành xa (outlying companion). Các tài liệu cũ hơn sử dụng cách viết dễ gây nhầm lần và hiện nay không còn được sử dụng là A × B. Với khoảng cách quá lớn giữa Mặt Trời và Cen AB, người ta coi lực hấp dẫn của hệ sao này như là của một thiên thể.

So sánh kích thước của Mặt Trời, Alpha Centauri A, Alpha Centauri B và Proxima Centauri

Quan sát

Khoảng cách của sao nhị phân α Cen AB là quá gần đối với mắt thường, với góc nhìn thay đổi từ 2 đến 22 arcsec, nhưng với quỹ đạo như vậy thì cả hai đều dễ dàng được nhìn thấy với ống nhòm hoặc kính thiên văn nhỏ 5cm.

Ở phía Nam bán cầu, nên, Alpha Centauri là một trong những ngôi sao của The Pointers hoặc The Southern Pointers với Beta Centauri hay Hadar / Agena. Cả hai ngôi sao đều chỉ thẳng về Crux- Thập tự phương nam (Southern Cross). The Pointers giúp ta dễ dàng phân biệt Southern Cross thật với dấu ba sao mờ hơn có tên gọi là Thập tự giả (False Cross) (Đây là chòm Vela-Thuyền Phàm-ND). Beta Centauri nằm ở 4,5 ° tây, nằm giữa đường nối Crux và α Centauri.

Nếu ở phía nam có vĩ độ khoảng -29 ° nam, α Centauri quay quanh cực (circumpolar) và không bao giờ nằm dưới đường chân trời. Cả hai ngôi sao, bao gồm cả Crux, nằm quá xa về phía Nam nên những người quan sát có vĩ độ trung bình ở phía Bắc không thể quan sát được. Với vĩ độ thấp hơn +29 ° bắc vào mùa hè, α Centauri nằm gần chân trời phía Nam. Ngôi sao này luôn nằm trên đường chân trời vào nửa đêm ngày 24 tháng tư hoặc 9 giờ đêm ngày 8 tháng sáu.

Nhìn từ Trái đất, Proxima Centauri nằm 2,2 ° Tây Nam tính từ Alpha Centauri AB. Bằng khoảng bốn lần bán kính góc của trăng tròn, và gần như đúng bằng một nửa khoảng cách giữa α và β Centauri. Proxima thường xuất hiện là một đỏ đậm với độ sáng biểu kiến 13.1v trong vùng trời khá ít sao, cần có một kính viễn vọng cỡ trung mới thấy được. Được liệt kê với cái tên V645 Cen trong danh sác các ngôi sao biến quang (General Catalogue of Variable Stars-GCVS) phiên bản 4,2, ngôi sao bùng nổ (flare star) loại UV Ceti có thể sáng rực lên bất ngờ đến độ sáng biểu kiến 11.0v hay 11.09V. Một số nhà thiên văn nghiệp dư và chuyên nghiệp thường xuyên theo dõi các vụ bừng sáng này bằng cách sử dụng kính thiên văn quang học hoặc radio.

Alpha Centauri được chụp bởi Cassini trên bầu khí quyển Sao Thổ.

Lịch sử quan sát

Theo nhà quan sát sao đôi Robert Aitken (1961), Cha Richaud khám phá ra Alpha Centauri AB’s là sao đôi từ thành phố Pondicherry của Ấn Độ vào tháng mười hai 1689 trong khi quan sát một ngôi sao chổi. Vào năm 1752, Abbé Nicolas Louis de Lacaillé làm phép đo vị trí thiên văn bằng cách sử dụng một vòng thiên đỉnh (meridian circle) còn Sir John Herschel năm 1834 lần đầu tiên đã thực hiện quan sát trắc vi. Kể từ đầu thế kỷ 20, người ta dùng các đĩa ảnh (photographic plate) để đo đạc.

Vào 1926, William Stephen Finsen tính toán ra các thông số quỹ đạo khá sát so với thông số được chấp nhận của hệ thống này hiện nay. Tất cả các vị trí được dự báo để xác định vị trí tương đối của các ngôi sao trong lịch thiên văn (ephemeris) cho hệ sao nhị phân ngày nay đã được xác định là khá chính xác đối với những người quan sát bằng mắt. Những người khác, ví dụ như nhà thiên văn người Pháp D. Pourbaix (2002), thường xuyên chỉnh sửa lại các thông số trong mọi lần tái bản thông số quỹ đạo.

Khá nổi tiếng là Alpha Centauri, là hệ sao gần Hệ Mặt Trời chúng ta nhất. Nó cách khoảng 4.37 năm ánh sáng, hoặc khoảng 41.5 nghìn tỷ km, 25.8 nghìn tỷ dặm hay 277600 AU. Nhà thiên văn Thomas James Henderson thực hiện các khám phá ban đầu bằng nhiều quan sát chính xác theo phương pháp thị sai lượng giác (trigonometric parallax) với hệ AB vào giữa tháng tư 1832 và tháng năm 1833. Ông giữ kết quả lại vì ông nghi ngờ rằng chúng quá lớn để là sự thật, nhưng cuối cùng ông cũng công bố vào năm 1839 sau khi Friedrich Wilhelm Bessel tuyên bố việc đo lường chính xác bằng phương pháp thị sai cho 61 Cygni năm 1838. Vì lý do này, Alpha Centauri được coi là ngôi sao thứ hai được đo đạc với khoảng cách lớn.

R.T.A Innes từ Nam Phi năm 1915 phát hiện Proxima Centauri bằng cách chiếp các đĩa ảnh được chụp ở các thời gian khác nhau trong một cuộc khảo sát chuyển động riêng (proper motion-là chuyển động của một ngôi sao so với nền trời) một cách kỹ lưỡng. Bằng cách này ông đã thấy chuyển động riêng và góc thị sai rất lớn của ngôi sao và chúng tương tự về kích cỡ và vị trí với α Centauri AB, ngay lập tức đã dẫn đến kết luận rằng ngôi sao là một phần của hệ và nó gần chúng ta hơn α Centauri AB. Nằm cách chúng ta 4,22 năm ánh sáng, Proxima Centauri là sao gần Mặt Trời nhất. Tất cả các khoảng cách hiện tại của ba ngôi sao này đề được đo bằng phương pháp thị sai lấy từ danh mục sao Hipparcos (Hipparcos star catalog-HIP).

Còn nữa…

Trịnh Khắc Duy – PAC