Khám phá đầu tiên về ngoại hành tinh có quỹ đạo quanh một ngôi sao chết, viễn cảnh tương lai của Hệ Mặt Trời

Ảnh: Image credit: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

Khám phá mới mẻ này dựng nên một viễn cảnh về chính Hệ Mặt Trời của chúng ta, liệu hành tinh của chúng ta vẫn sẽ tồn tại dưới sự ra đi của Mặt Trời vào 5 tỷ năm nữa, nhưng cơ hội nào cho Trái Đất?

Hành tinh mới được phát hiện là một hành tinh khí khổng lồ với độ lớn hơn 40% so với Sao Mộc và ngôi sao mẹ của nó tọa lạc tại vùng gần tâm của Ngân Hà- được tình cờ phát hiện ra nhờ vào “thấu kính hấp dẫn” (gravitational microlensing) năm 2010. Trong một thời gian dài, ngay cả khi chính các nhà thiên văn học còn không chắc là họ đang quan sát thứ gì.

Thấu kính hấp dẫn xuất hiện khi hai ngôi sao có khoảng cách khác nhau so với Trái Đất và gần đồng hướng với nhau. Hấp dẫn từ ngôi sao ở phía trước sẽ hoạt động như một thấu kính và phóng đại ngôi sao ở hậu cảnh. Nếu một hành tinh có quỹ đạo quanh ngôi sao tiền cảnh, ánh sáng phóng đại sẽ bị bẻ cong khi nó chuyển động phía trước ngôi sao ấy.

“Để đo đạc một thiên thể thông qua thấu kính hấp dẫn, bạn chỉ dựa vào khối lượng của nó, không cần phải có ánh sáng chiếu vào” Jean-Philippe Beaulieu giáo sư Vật Lý Thiên Văn tại đại học Tasmania Úc, cũng là giám đốc viện nghiên cứu Vật Lý Thiên Văn Paris cho biết.

Vào thời điểm đó, các nhà khoa học đã cho rằng đó chỉ là một ngoại hành tinh bình thường, và không có gì đặc biệt, nhưng rồi các nhà thiên văn học dã muốn nghiên cứu sâu hơn về hệ thống và quyết định quan sát với kính thiên văn Keck đặt tại Hawaii, ngạc nhiên thay là họ chẳng thấy gì hết. Bởi thiên thể đó (khối lượng bằng một nửa Mặt Trời), kính thiên văn Keck- một trong những chiếc kính tốt nhất có thể quan sát được nó, nhưng nó lại chẳng thấy được gì.

Các nhà khoa học kết luận rằng một chủ thể bí ẩn nào đó mà hành tinh đang xoay quanh rất có thể là một lỗ đen hay một ngôi sao lùn Trắng- một ngôi sao mờ đã “cháy” hết nhiên liệu ở chân và bị co gập lại thành một quả cầu siêu đặc có kích thước bằng Trái Đất. Một ngoại hành tinh tình cờ được phát hiện đột nhiên trở thành một vấn đề lớn. Chưa từng có một Sao Lùn Trắng nào được phát hiện có hành tinh đồng hành cả, và các nhà khoa học cũng đã suy đoán trong nhiều năm rằng liệu có trường hợp nào như vậy không.

Ảnh:Hành tinh được phát hiện có khối lượng lớn hơn 40% so với Jupiter  W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

Khi các ngôi sao trong dãy chính đốt cháy tất cả hydro trong lõi của nó, lớp vỏ bên ngoài sẽ bị sụp đổ vào trong, điều này tạm thời làm tăng nhiệt độ bên trong lõi, tạo điều kiện cho Heli thành Cacbon. Quá trình này lại tạo ra một lực đẩy mạnh ra ngoài làm mở rộng lớp vỏ của ngôi sao ban đầu lên gấp nhiều lần - Sao Kềnh Đỏ. 

Khi Mặt Trời biến thành một ngôi Sao Kềnh Đỏ, Trái Đất sẽ chìm trong mớ hỗn độn với nhiệt độ hàng nghìn độ trên bề mặt. Rất có thể sẽ chẳng còn gì trên Trái Đất, nhưng những thứ gì đó giống như là Sao Mộc, những thiên thể ở xa hơn, có thể tồn tại, một số lớp bê ngoài của nó bị thổi bay nhưng nó đủ lớn để tồn tại. Trước đây, các mô hình máy tính cho rằng có thể đúng như vậy, những khám phá mối cuối cùng đã cung cấp bằng chứng chắc chắn: một hành tinh có thể tồn tại trong giai đoạn Sao Kềnh Đỏ của sao mẹ. Nhưng điều đó có ý nghĩa gì đó với nhân loại? (Nếu chúng ta có thể tồn tại đủ lâu để nhìn thấy pha khổng lồ Đỏ của Mặt Trời)

David Bennet, một nhà khoa học nghiên cứu cấp cao tại Đại học Maryland và Trung tâm chuyến bay không gian Goddard của NASA, đồng thời là đồng tác giả của bài báo mới này cho biết rằng viễn cảnh tốt nhất của nhân loại sẽ là sống ở một số mặt trăng của Sao Mộc hoặc Sao Thổ, tuy nhiên nó sẽ không phải là một cuộc tồn tại “màu hồng”. Nếu loài người muốn di chuyển đến mặt trăng của Sao Mộc hoặc Sao Thổ trước khi Mặt Trời “rang cháy cạnh” Trái Đất, chúng ta vẫn sẽ ở trong quỹ đạo của Mặt Trời, mặc dù chúng ta sẽ không thể dựa vào nhiệt lượng từ Mặt Trời như một Sao Lùn Trắng.

Beaulieu hy vọng rằng trong tương lai gần nhóm có thể thực sự quan sát được ngôi sao này qua Hubble hoặc là tân binh được ngóng trông nhất Jame Webb sắp tới. “Chúng tôi hy vọng rằng chúng tôi sẽ có thể không chỉ phát hiện ra nó mà còn có thể đo độ sáng và nhiệt độ của nó,một khi chúng tôi có được những thông tin đó thì sẽ có thể biết được tuổi của Sao Lùn Trắng và điều đó sẽ cung cấp cho chúng tôi tuổi của toàn bộ Hệ sao”

Tham khảo

  1. Pultarova, T. (2021, October 15). First Discovery of Planet Orbiting Dead Star provides glimpse into our Solar System's future. Space.com. Retrieved October 17, 2021, from https://www.space.com/first-planet-orbiting-white-dwarf-discovered.