Sirius là ngôi sao sáng nhất trên bầu trời đêm với độ sáng biểu kiến bằng -1,47, sáng gần gấp hai lần so với Canopus, ngôi sao sáng thứ hai. Cái tên Sirius được lấn từ tiếng Hi Lạp cổ Σείριος. Tên ngôi sao theo chuẩn Bayer là α Canis Majoris (α CMa, hoặc Alpha Canis Majoris). Đối với mắt thường nó là một ngôi sao đơn lẻ nhưng thực chất đó là một hệ sao nhị phân, bao gồm một ngôi sao trắng dãy chính có loại quang phổ A1V, được đặt tên là Sirius A, và một bạn đồng hành là sao lùn trắng mờ có loại quang phổ DA2, mang tên Sirisus B.

Vị trí của Sirius

Sirius sáng rực trên bầu trời là do bản thân nó là một ngôi sao rất sáng và nó khá gần Trái Đất. Với khoảng cách 2,6 parsec (8,6 năm ánh sáng), hệ Sirius là một trong những người hàng xóm gần chúng ta nhất. Sirius A nặng khoảng gấp hai lần Mặt Trời và có độ sáng tuyệt đối là 1,42. Nó sáng gấp hai lần Mặt Trời nhưng vẫn còn mờ hơn rất nhiều so với các ngôi sao sáng khác như Canopus hay Rigel. Hệ này đã có tuổi khoảng 200 đến 300 triệu năm. Ban đầu nó là hệ hai ngôi sao xanh nhạt. Cách đây khoảng 120 triệu năm, ngôi sao năng hơn là Sirius B, đã cạn kiệt nhiên liệu và biến thành một ngôi sao khổng lồ đỏ, sau đó nó bắn ra lớp ngoài của mình và suy sụp thành một ngôi sao lùn trắng như hiện tại.

Thông thường Sirius còn được biết đến với cái tên “Dog Star” (sao con chó), vì nó nằm trong chòm sao Canis Major (Con Chó Lớn). Ngoài Mặt Trời ra, nó nằm trong các truyện cổ tích và phong tục của các quốc gia nhiều hơn hẳn so với các ngôi sao khác. Khi Sirius bắt đầu xuất hiện trên bầu trời đêm cũng là mùa nước lũ của sông Nile ở Ai Cập cổ đại và đó là “Ngày Con Chó” trong mùa hè ở Hi Lạp cổ, những người ở quần đảo Polynesia lại đánh dấu đó là ngày của mùa đông và đó là một ngày quan trọng cho ngành hàng hải ở Thái Bình Dương.

Những quan sát thuở Ban đầu

Sirius được ghi chép trong những tài liệu thiên văn cổ xưa nhất, người Ai Cập cổ gọi nó là Sopdet (nghĩa là sắc bén). Vào thời kỳ trung gian của Ai Cập (Middle Kingdom), lịch của họ dựa trên heliacal rising của Sirius (tạm dịch: moc cùng Mặt Trời), đó là ngày nó xuất hiện lần đầu trong năm ngay trước khi Mặt Trời mọc do nó đã cách Mặt Trời đủ xa để không bị che bởi ánh sáng Mặt Trời. Đó là ngày trước khi sông Nile dâng nước và ngày hạ chí, là ngày xuất hiện trở lại trên bầu trời đêm sau 70 ngày bị che bởi Mặt Trời. Chữ tượng hình Ai Cập của nó là một ngôi sao và một hình tam giác. Sirius tượng trưng cho vị nữ thần vĩ đại Isis, là một trong ba vị thần gồm có chồng bà là Osiris và con trai Horus, 70 ngày biến mất trên bầu trời tượng trưng cho thời gian Isis và Osiris xuống duat (địa ngục trong tiếng Ai Cập).

Từ tượng hình Ai Cập của Sirius

Những người Hi Lạp cổ đại lại tin rằng sự xuất hiện của Sirius đánh dấu cho cái nóng và khô hạn của mùa hè và nó đánh thức nỗi sợ cây trồng héo khô của mọi người. Vì ánh sáng rực rõ như vậy, việc Sirius nhấp nháy do không khí xáo trộn đầu hè dễ dàng được mọi người nhận ra. Đối với người Hi Lạp, Sirius nhấp nháy là nó đang phát ra sức nóng làm hại mùa màng. Những ngày tiếp theo sự xuất hiện của ngôi sao được gọi là ngày Chó. Cư dân ở đảo Ceos lại cúng tế cho Sirius và Zeus để mang không khí mát mẻ về và mong chờ sự xuất hiện của ngôi sao này vào mùa hè. Nếu nó mọc lên rõ ràng thì đó là một điềm tốt; nếu nó mờ nhạt thì đó là điềm báo của dịch hạch. Các đồng tiền cổ vào thế kỷ thứ ba sau Công Nguyên mang hình ảnh của con chó hoặc ngôi sao sáng lấp lánh cho thấy tầm quan trọng của Sirius. Người La Mã ăn mừng ngày xuất hiện của Sirius vào khoảng 25 tháng Tám, họ cúng tế một con chó, cùng với nhang, rượu, và một con cừu cho nữ thần Robigo để ngôi sao không làm cây trồng bị bệnh cho mùa tiếp theo.

Ptolemy vẽ lại bản đồ các ngôi sao trong cuốn VII và VIII trong cuốn sách Almagest, trong đó lấy Sirius làm tâm ở thiên đỉnh. Ông ta còn xếp nó vào một trong sáu ngôi sao màu đỏ. Thực tế ra năm ngôi sao còn lại thuộc nhóm sao M và K, như Arcturus và Betelgeuse (hai ngôi sao thuộc loại lớn nhất trong vũ trụ mà loài người biết).

Các ngôi sao sáng rất quan trọng đối với người dân ở quần đảo Polynesia để phục vụ cho ngành hàng hải giữa các đảo với nhau trong Thái Bình Dương. Khi nằm thấp gần đường chân trời, chúng sẽ đóng vai trò như la bàn để giúp đỡ thủy thủ xác định được nơi cần đến. Chúng cũng phục vụ với vai trò là người xác định vĩ độ; Sirius có vĩ độ bằng với đảo quốc Fiji là 17°Nam nên nó sẽ đi ngang qua trên hòn đảo mỗi đêm. Sirius là một phần của chòm ‘Chim lớn’ có tên là Manu, với Canopus và Procyon lần lượt là phần cuối của cánh phía nam và phía bắc, hai ngôi sao này chia bầu trời đêm của quần đảo Polynesia thành hài nửa bán cầu. Vì sự xuất hiện của Sirius vào bình minh đánh dấu mùa hè ở Hi Lạp nên nó sẽ đánh dấu hơi lạnh mùa đông trên đảo Māori, ở đây nó có tên Takurua chỉ mùa nó xuất hiện. Việc nó lên thiên đỉnh vào ngày đông chí được đánh dấu bằng lễ hội tại Hawaii, ở đó nó có tên Ka’ulua ‘Nữ hoàng của bầu trời’. Nhiều cái tên của nó có nguồn gốc từ quần đảo Polynesia được ghi lại như Tau-ua ở các đảo Marquesas, Rehua ở New Zealand, và Aa và Hoku-Kauopae ở Hawaii.

Chuyển động học

Năm 1676, Edmond Halley đã bỏ ra một năm trên đảo Saint Helena ở nam Đại Tây Dương để quan sát đo đạc các ngôi sao phương nam. Hơn 40 năm sau đó, vào năm 1718 ông đã khám phá ra chuyển động riêng của những ngôi sao mà cho đến lúc đó vẫn được coi là “cố định” sau khi so sánh các kết quả đo đạc thiên văn của ông với kết quả của Ptolemy tron cuốn Almagest. Arcturus và Sirius là hai trong số những ngôi sao có chuyển động rõ ràng nhất, lần gần đây nhất nó đã đi được 30 phút (gần bằng đường kính Mặt Trăng) về phía nam sau 1800 năm.

Năm 1868, Sirius trở thành ngôi sao đầu tiên được đo vận tốc chuyển động. William Huggins tính toán quang phổ của ngôi sao này và đã phát hiện ra sự dịch chuyển về đỏ (red shift) khá rõ. Ông tính được rằng Sirius đang đi xa ra khỏi mặt trời với vận tốc 40km/s. So với kết quả hiện nay là -7,6 km/s thì nó có kết quả sai quá lớn, nhưng đây là một dấu mốc trong việc đưa việc nghiên cứu vận tốc xuyên tâm (radial velocity)–là hình chiếu của vận tốc thực lên đường thẳng nối người quan sát đến vật thể, ví dụ: nó chuyển động ra xa hay lại gần người quan sát–của các thiên thể vào thực tế.

Phát hiện ra người bạn đồng hành

Nhà làm kính viễn vọng và thiên văn học người Mỹ Alvan Graham Clark là người đầu tiên quan sát thấy người bạn đồng hành mờ nhạt này, hiện nay nó có tên Sirius B, hay “Con Cún”. Ngôi sao nhìn thấy được bằng mắt thường được gọi là Sirius B. Từ 1894, đã có quan sát thấy các xáo động trong quỹ đạo biểu kiến của hệ Sirius cho thấy còn một người bạn đồng hành rất nhỏ bé thứ ba nữa, nhưng đến giờ vẫn chưa ai phát hiện ra nó. Vị trí phù hợp nhất cho các dữ liệu đo đạc được là nó phải quay quanh Sirius A với chu kỳ sáu năm và có khối lượng chỉ bằng 0,06 khối lượng mặt trời. Ngôi sao này phải có độ sáng mờ hơn ngôi sao lùn trắng Sirius B mười lần, mà vì vậy rất khó để phát hiện ra nó. Các quan sát gần đây liên tục thất bại trong việc xác nhận sự tồn tại của nhân vật thứ ba này, nhưng nó vẫn không thể đẩy lùi khả năng tồn tại và có khoảng cách đủ gần so với hệ Sirius để có thể quan sát được của nó. Những năm 1920 có những quan sát cho thấy khả năng “ngôi sao thứ ba” này là một trong những thiên thể trong nền sao.

Ảnh mô phỏng Sirius A và B dùng chương trình Celestia

Năm 1915, Walter Sydney Adams, sử dụng một kính phản xạ 1,5 met ở đài quan sát Mount Wilson, đã quan sát thấy quang phổ của Sirius B và xác định nó là một ngôi sao trắng sáng mờ. Điều này đã dẫn các nhà thiên văn học đến kết luận nó là một ngôi sao lùn trắng. Đường kính của Sirius A được xác định lần đầu tiên bởi Robert Hanbury Brown và Richard Q. Twiss vào 1959 tại Jodrell Bank bằng giao thoa kế cường độ (intensity interferometer). Năm 2005, sử dụng kính thiên văn vũ trụ Hubble, các nhà thiên văn học đã xác định Sirius B có đường kính gần bằng Trái Đất là 12.000 km, với khối lượng bằng 98% khối lượng Mặt Trời.

Cuộc tranh luận màu đỏ

Năm 150 trước Công Nguyên, nhà thiên văn Ptolemy đã mô tả Sirius là một ngôi sao màu đỏ, cùng với năm ngôi sao khác là Betelgeuse, Antares, Aldebaran, Arcturus và Pollux, tất cả đều có màu cam hoặc đỏ rất rõ ràng. Sự không nhất quán này được phát hiện lần đầu tiên bởi nhà thiên văn nghiệp dư Thomas Barker (cần lưu ý như đã nói ở trên Sirius A là ngôi sao dãy chính màu trắng xanh còn Sirius B lại là một sao lùn trắng), ông đã phát biểu về điều này tại một buổi họp năm 1760. Việc xác thực các vì sao có thay đổi độ sáng đã củng cố thêm cho ý tưởng rằng chúng có thể thay đổi cả màu sắc; John Herschel chú ý đến vấn đề nằm vào năm 1839, nhờ ảnh hưởng của nhân chững Eta Carinae hai năm trước đó. Thomas Jefferson Jackson See đã lật lại vấn đề này vào năm 1892 cho công chúng bằng vài bài báo trong năm đó và một bài kết luận vào năm 1926. Ông ghi trích dẫn không chỉ từ Ptolemy mà còn từ nhà thơ Aratus, nhà hùng biện Cicero, và tướng quân Germanicus cho rằng ngôi sao này có màu đỏ mặc dù không ai trong số ba người này là nhà thiên văn, hai người sau chỉ đơn thuần là trích dẫn từ bản dịch của bài thơ Phaenomena của Aratus. Đồng thời, Seneca cũng ghi lại rằng Sirius có màu đỏ đậm hơn cả màu của Sao Hỏa. Tuy nhiên, không phải tất cả các nhà quan sát cổ đại xác nhận Sirius có màu đỏ. Và thế kỷ 1 trước Công Nguyên, nhà thơ Marcus Manilius lại ghi nó có màu “xanh biển”, và Avienus ở thế kỷ thứ 4 cũng vậy. Màu thông dụng của ngôi sao ở Trung Quốc cổ đại là màu trắng, và có rất nhiều ghi chép ở thế kỷ thử hai sau Công Nguyên ngược về thế kỷ 7 trước Công Nguyên mô tả Sirius có màu trắng.

Năm 1985, hai nhà thiên văn người Đức Wolfhard Schlosser và Werner Bergmann đã xuất bản bộ sưu tập các bản viết tay vào thế kỷ thứ 8 của vùng Lombardic (Ý), trong đó có chứa De cursu stellarum ratio của thánh Gregory of Tours. Một bản viết bằng chữ Latin dạy người đọc xác định thời gian cầu nguyện ban đêm bằng các xác định vị trí của các ngôi sao trên bầu trời, và Sirius được mô tả là rubeola ‘màu đỏ’. Nhiều người cho rằng đó là bằng chứng cho Sirius B là sao khổng lồ đỏ vào lúc đó. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu khác lại nghĩ thánh Gregory thực ra là nhắc đến ngôi sao Arcturus.

Khả năng về sự tiến hóa sao của cả Sirius A và B đã bị các nhà thiên văn học loại trừ vì khoảng thời gian vài nghìn năm là quá ngắn để cho không còn một dấu hiệu gì của tinh vân trong hệ mà lẽ ra nó phải có ở đó. Sự tác động của ngôi sao thứ ba, cho đến nay vẫn chưa được tìm thấy, lại là một khả năng của màu đỏ được nhắc đến này. Tuy nhiên đồng thời lại có nhiều lời giải thích ngược lại rằng màu đỏ thực chất là phép ẩn dụ trong thơ ca mô tả bệnh dịch tràn lan, hay đó là chỉ hình ảnh nhấp nháy liên tục của vì sao làm cho những người quan sát tưởng tượng ra màu đỏ của nó. Đối với mắt thường, nó thường sáng đỏ, trắng hay xanh khi nằm gần đường chân trời.

Quan sát

Cấu tạo Hệ

Ảnh vẽ minh họa hệ Sirius. Sirius A là ngôi sao lớn hơn.Sirius B

Sirius B

Sirius B là một trong những ngôi sao lùn trắng nặng nhất được biết. Với khối lượng lớn nhưng nó chỉ nhỏ bằng Trái Đất. Nhiệt độ bề mặt hiện nay là 25.200K. Tuy nhiên, Sirius B đang nguội dần và sẽ tắt hẳn trong 2 tỷ năm nữa.

Một ngôi sao lùn trẳng chỉ được hình thành từ một ngôi sao trong dãy chính đa qua giai đoạn khổng lồ đỏ. Điều này xảy ra khi Sirius B đang ở khoảng nửa độ tuổi bây giờ, tức khoảng 120 triệu năm về trước. Ngôi sao ban đầu này nặng gấp 5 lần Mặt Trời và là một ngôi sao loại B khi nó còn ở dãy chính. Khi nó đi qua giai đoạn khổng lồ đỏ, Sirius B có thể đã chuyển một lượng lớn kim loại sang bạn đồng hành của mình

Ngôi sao này có thành phần chủ yếu là hỗn hợp cacbon-oxy được tạo ra bởi phảng ứng hạt nhân của heli vào thưở ban đầu. Nó được phủ lên trên bằng một lớp nguyên tổ nhẹ hơn, với thành phần hoàn toàn khác về khối lượng do bề mặt có lực hấp dẫn lớn. Vì vậy mà bầu khí quyển của Sirius bây giờ chỉ còn thuần hydro—nguyên tố có khối lượng nhẹ nhất—và không còn nguyên tố nào được phát hiện trong quang phổ của ngôi sao này nữa.

Siêu cụm sao của Sirius

Năm 1909, Ejnar Hertzsprung trở thành người đầu tiên cho rằng Sirius là thành viên của Cụm Di Chuyển Gấu Lớn (Ursa Major Moving Group), dựa trên những quan sát của ông về chuyển động của hệ trên bầu trời. Cụm Di Chuyển Gấu Lớn là một bộ gồm 220 ngôi sao có chuyển động trong không gian tương tự nhau và một thời chúng là một cụm sao mở mà giờ đây lực hấp dẫn đã bị tháo rời. Tuy nhiên, các kết quả đo đạc năm 2003 và 2005 đã cho thấy sự đáng ngờ trong tư cách thành viên của Sirius; Cụm Gấu Lớn có độ tuổi nằm trong khoảng 500±100 triệu năm, còn Sirius, với lượng kim loại tương tự với Mặt Trời, thì chỉ có thể có độ tuổi bằng nửa con số này, quá trẻ để thuộc cụm này. Tuy nhiên, nó có thể là thành viên của Siêu Cụm Sao Sirius (Sirius Supercluster) mà trong đó có các thành viên như Beta Aurigae, Alpha Coronae Borealis, Beta Crateris, Beta Eridani và Beta Serpentis. Đây là một trong ba cụm sao lớn trong vòng bán kính 500 năm ánh sáng so với Mặt Trời. Hai cụm kia là Hyades và Pleiades, chúng chứa cả trăm ngôi sao.

Từ ngữ và văn hóa

Tên thông dụng nhất của ngôi sao này là xuất phát từ tiếng Latin Sīrius, xuất phát từ tiếng Hi Lạp cổ đại là Σείριος (Seirios, “rực sáng” hay “nóng khủng khiếp”), mặc dù vậy bản thân từ Hi Lạp này lại xuất phát từ một nơi nào khác nữa vào thời cổ đại. Cái tên này được ghi lại sớm nhất là vào những ngày thuộc thế kỷ 7 trước Công Nguyên trong tập thơ của Hesiod là Công việc và Ngày tháng (Works and Days). Sirius còn có 50 cái tên khác kèm theo nữa. Trong tiếng Ả Rập nó là الشعرى( đọc al-ši‘rā hay al-shira, có nghĩa là người cầm đầu), theo đó nó có một tên thay thế là Aschere. Trong tiếng Phạn nó là Mrgavyadha “kẻ săn hươu” or Lubdhaka “kẻ đi săn”. Với cái tên này, nó tượng trưng cho thần Rudre (Shiva). Theo tiếng Scandinavi (đọc xcăng-đi-na-vi) ngôi sao này lại có tên Lokabrenna (“ngọn đuốc của thần Loki”), còn tiếng Nhật nó có tên 青星 (Aoboshi, “ngôi sao xanh”, tiếng Hán Việt là “thanh tinh”). Chiêm tinh học thời Trung cổ, Sirius là ngôi sao cố định Behenian, kết hợp từ chữ beryl (khoáng chất berin) và juniper (cây bách xù). Ký hiệu theo Kabbalah (một dòng thuộc Thiên Chúa Giáo) là được ghi lại bởi Heinrich Cornelius Agrippa.

Lịch sử của nhiều nền văn hóa có mối liên hệ đặc biệt với Sirius, một phần trong số đó liên hệ với loài chó. Thực tế, nó thường được gọi là “Sao Con Chó” vì nó là ngôi sao sáng nhất trong chòm Con Chó Lớn (Canis Major). Nó cũng được coi là con chó của Orion. Những người Hi Lạp cổ còn cho rằng ngôi sao ảnh hưởng đến những con chó, làm cho chúng cư xửa khác thường trong cái nóng của mùa hè (“Những ngày chó”). Trong những trường hợp xấu nhất nó còn bị coi là kẻ mang khô hạn và bệnh dịch. Trong những trường hợp đặc biệt, nước dãi của chó có thể có bệnh dịch, khi đó bị chó cắn có thể dẫn đến tử vong. Người La Mã gắn những ngày này với dies caniculares và ngôi sao Canicula (“chó nhỏ”). Trong thiên văn Trung Quốc, nó là ngôi sao ‘sói trời’ (tiếng Trung Quốc và Nhật Bản: 天狼; Hàn Quốc: 천랑; phát âm tiếng Trung Quốc: Tiānláng; Nhật: Tenrō; Hàn: Cheonlang; theo âm Hán Việt: Thiên Lang), trong chòm cái giếng của Trung Quốc (井宿-Tỉnh túc). Đi xa hơn nữa, nhiều quốc gia thuộc bộ tộc da đỏ Bắc Mỹ cũng gắn Sirius vớ những chú chó; người Seri và Tohono O’odham ở tây nam coi ngôi sao này là một con chó đi theo một núi cừu, còn người Blackfoot lại gọi nó là ‘Mặt chó’. Người Cherokee xếp nó và Antares thành một nhóm sao chó canh giữ cuối “con đường linh hồn”. Người Pawnee có nhiều cách gọi; bộ tộc Sói (Skidi) gọi nó là ‘Sao Sói’, còn các nhánh khác lại gọi nó là ‘Sao Sói Đồng Cỏ’. Thêm nữa, những người Inuit ở Alaska gọi nó là ‘Chó Mặt Trăng’.

Vài nền văn hóa khác lại gắn ngôi sao với cung và tên. Những người Trung Quốc cổ đại tưởng tượng ra một cây cung và mũi tên lớn nằm trên bầu trời phương nam, gồm chòm Thuyền Vĩ-đuôi thuyền (Pupis) và Đại Khuyển-chó lớn. Trong đó, mũi tên hướng về con sói Sirius. Một hình ảnh tương tự nằm ở đền Hathor (đền ở Ai Cập) ở Dendera, ở đó nữ thần Satet hướng mũi tên của mình về Hathor (Sirius). Với cái tên Tir, ngôi sao này là hình ảnh của một chiếc mũi tên trong văn hóa Ba Tư sau này.

Trịnh Khắc Duy – PAC dịch từ https://en.wikipedia.org