Thời kỳ hoàng kim của việc khám phá các hành tinh xung quanh các ngôi sao khác (được gọi là ngoại hành tinh) bắt đầu vào năm 1995. Kể từ những khám phá đầu tiên, hơn 4.500 thế giới đã được tìm thấy, hầu hết chúng quay quanh các ngôi sao bình thường như Mặt trời của chúng ta.
Mặt trời khoảng 4,6 tỷ năm tuổi, Trái đất và tất cả các hành tinh khác được hình thành cùng một lúc. Nhưng điều gì sẽ xảy ra với các hành tinh trong 5 tỷ năm nữa, khi Mặt trời cuối cùng cũng chết?
Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature, chúng tôi cho thấy một cái nhìn thoáng qua về tương lai có thể có của Hệ Mặt trời, khi Mặt trời đốt cháy hết nhiên liệu hydro và trở thành một ngôi sao chết được gọi là sao lùn trắng.
Tương lai có thể xảy ra này được mô tả dưới dạng một sao lùn trắng cách xa hàng nghìn năm ánh sáng, chứa một hành tinh khí khổng lồ trên quỹ đạo giống sao Mộc, cách xa ngôi sao của nó từ 2,5 đến 6 lần so với Trái đất trên Mặt trời.
phóng đại lực hấp dẫn
Hành trình khám phá này bắt đầu vào năm 2010, khi sao lùn trắng và người bạn đồng hành giống sao Mộc của nó thẳng hàng hoàn hảo với một ngôi sao ở xa hơn nhiều trong các trường sao dày đặc ở trung tâm Dải Ngân hà.
Lực hấp dẫn của sao lùn trắng và bạn đồng hành của nó hoạt động giống như một chiếc kính lúp, bẻ cong ánh sáng từ ngôi sao xa xôi và làm cho nó có vẻ sáng hơn đối với những người quan sát ở đây trên Trái đất. Hiệu ứng này, được gọi là “vi thấu kính hấp dẫn”, được Einstein dự đoán vào năm 1936.
Đọc thêm: Làm thế nào chúng tôi tìm thấy một ngôi sao lùn trắng, một xác chết, một cách tình cờ
Mặc dù ngôi sao nền được phóng đại, quy mô nhỏ của sự kiện ngẫu nhiên này có nghĩa là chúng ta không thể phân biệt được sự khác biệt giữa ngôi sao tiền cảnh và ngôi sao nền, chứ chưa nói đến hành tinh.
Nhưng các chi tiết về độ phóng đại của ngôi sao nền thay đổi như thế nào theo thời gian có thể được sử dụng để tiết lộ các đặc tính của ngôi sao gần nhất và hành tinh của nó. Vì vậy, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế do những người ở Đại học Tasmania và NASA Goddard dẫn đầu đã tới Hawaii để sử dụng một trong những kính viễn vọng lớn nhất thế giới để quan sát rõ hơn.
Joshua người da đen
Kính viễn vọng Keck-II trên đỉnh núi lửa Mauna Kea đã ngừng hoạt động có một dãy gương lục giác lồng vào nhau dài 10 mét và “quang học thích ứng dẫn hướng bằng laser” để lọc “nhấp nháy” do thay đổi khí quyển gây ra. Chúng tôi sử dụng nó để thu được hình ảnh có độ phân giải cực cao của cả ngôi sao tiền cảnh và hậu cảnh.
Tuy nhiên, trước sự ngạc nhiên của chúng tôi, chúng tôi không thể nhìn thấy ngôi sao ở cự ly gần. Dự đoán từ sự kiện tăng cường ban đầu vào năm 2010 chỉ ra rằng ngôi sao này, nặng khoảng một nửa Mặt trời, sẽ được nhìn thấy. Nhưng chúng tôi không thể phát hiện ra nó.
Sau vài năm vật lộn với dữ liệu của chúng tôi để đảm bảo rằng chúng tôi không nhầm lẫn, chúng tôi nhận ra rằng chúng tôi không thể nhìn thấy ngôi sao vì nó là một sao lùn trắng, mà trong trường hợp này quá mờ để có thể phát hiện ra.
sao chết
Sao lùn trắng là tàn tích có kích thước bằng Trái đất của những ngôi sao bình thường như Mặt trời của chúng ta. Khoảng 95% các ngôi sao trong Dải Ngân hà cuối cùng sẽ trở thành sao lùn trắng.
Trong khoảng 5 tỷ năm nữa, khi Mặt trời đốt cháy hết nhiên liệu hydro, nó sẽ phồng lên thành một sao khổng lồ đỏ, có thể sẽ phá hủy Sao Thủy và Sao Kim trong quá trình này. Trái đất cũng có thể bị hủy diệt, hoặc ít nhất là bị xáo trộn nghiêm trọng; nếu bằng một phép màu nào đó mà loài người vẫn tồn tại đến lúc đó, con cháu xa xôi của chúng ta sẽ phải di chuyển ra khỏi thế giới để sinh tồn.
Trong giai đoạn sao khổng lồ đỏ, Mặt trời có thể trì hoãn sự sụp đổ không thể tránh khỏi của nó bằng cách đốt cháy các nguyên tử nặng hơn như heli. Tuy nhiên, ân xá này sẽ chỉ kéo dài 100 triệu năm hoặc lâu hơn.
Khi những nhiên liệu nặng hơn này được sử dụng hết, Mặt trời sẽ sụp đổ thành trạng thái sao lùn trắng cuối cùng. Khi sụp đổ, Mặt trời sẽ phóng ra khoảng một nửa khối lượng của nó dưới dạng đám mây khí nóng và đẩy các hành tinh còn sống sót vào quỹ đạo rộng hơn.
Đài thiên văn WM Keck/Adam Makarenko
Đối với các hành tinh, có một hành động cân bằng tinh tế giữa việc bị nuốt chửng trong quá trình giãn nở của sao khổng lồ đỏ và có thể bị đẩy vào không gian sâu khi sao lùn trắng hình thành. Khám phá của chúng tôi cho thấy điều mà một số nhà lý thuyết đã dự đoán: rằng các hành tinh có quỹ đạo đủ rộng có khả năng sống sót sau cái chết của ngôi sao chủ của chúng.
Bởi vì hầu hết các ngôi sao kết thúc ở dạng sao lùn trắng, nên chúng ta không có ước tính chính xác về hệ thống này trông như thế nào khi nó hình thành. Tuy nhiên, các số liệu thống kê ủng hộ nguồn gốc giống như một ngôi sao không khác về khối lượng với Mặt trời.
Vũ trụ không đủ già để những ngôi sao có kích thước nhỏ hơn 80% Mặt trời trở thành sao lùn trắng và những ngôi sao có kích thước lớn hơn gấp đôi Mặt trời vốn đã rất hiếm và cũng có nhiều khả năng trải qua những cái chết hỗn loạn hơn sẽ phá hủy chúng các hệ hành tinh.
Bằng cách sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble hoặc người kế nhiệm của nó, Kính viễn vọng Không gian James Webb (ra mắt vào tháng 12 năm 2021), chúng tôi hy vọng có thể tìm hiểu thêm về hệ thống bằng cách đo trực tiếp ánh sáng còn sót lại vô cùng mờ nhạt do mặt trời đã chết này phát ra.
Đọc thêm: Kính viễn vọng Không gian James Webb: Một nhà thiên văn học trong nhóm giải thích cách gửi kính viễn vọng khổng lồ vào không gian và tại sao
