Khi ngôi sao khổng lồ rực lửa nuốt gọn Trái đất
Việc quan sát được vô số ngôi sao cho phép các nhà nghiên cứu đưa ra những dự đoán chính xác hơn về số phận tương lai của Mặt trời và các hành tinh quay quanh nó.
Dù có vẻ giống kịch bản của một bộ phim khoa học viễn tưởng về ngày tận thế, nhưng các nhà khoa học cho rằng đây là một kịch bản hợp lý: Trong khoảng 3,5 tỷ năm nữa, bề mặt Mặt trời sẽ bắt đầu nguội và trong quá trình đó, nó phình ra thành một ngôi sao khổng lồ màu đỏ có thể nuốt bốn hành tinh vào bên trong, kể cả Trái đất.
Theo báo cáo của Cơ quan Vũ trụ châu Âu ESA, viễn cảnh đáng sợ này không phải là điều mới mẻ, các nhà thiên văn học hiện đã xác định được thời gian và diễn biến của thảm họa này chính xác hơn bao giờ hết. Để làm được điều này, từ năm 2014 các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu mới được công bố từ vệ tinh Gaia – vệ tinh đã quan sát hàng tỷ ngôi sao bằng một số kính viễn vọng.
Orlagh Creevey và đồng nghiệp thuộc Đài quan sát Côte d’Azur ở Pháp đã phân tích hàng loạt dữ liệu và giải thích: “Chỉ khi chúng ta hiểu được Mặt trời – thực tế còn nhiều điều con người chưa biết về nó, thì chúng ta mới có thể hiểu được tất cả các ngôi sao khác trong dải Ngân Hà của chúng ta”.
Khối lượng và nhiệt độ của các ngôi sao liên tục tăng
Để có được những hiểu biết mới về Mặt trời, các nhà nghiên cứu phải xem xét một số lượng lớn các ngôi sao tương tự. Bởi vì chúng ta chỉ nhìn thấy Mặt trời của chúng ta ở thời điểm phát triển hiện tại, sau khi nó đã hình thành được 4,57 tỷ năm. Các nhà thiên văn chỉ có thể dự đoán sự tiến hóa của Mặt trời bằng cách quan sát những ngôi sao giống Mặt trời ở các độ tuổi khác nhau.
Vệ tinh Gaia đã cung cấp dữ liệu về sự chuyển động, kích thước, nhiệt độ, khối lượng và thành phần hóa học của các ngôi sao. Việc phân tích chi tiết các dữ liệu này giúp các nhà thiên văn học xác định các loại sao, từ đó có thể biết loại nào giống với Mặt trời, và tuổi của nó.
Bước đầu tiên mà Creevey và các đồng nghiệp của cô đã làm là lọc ra những ngôi sao có giá trị chính xác nhất từ lượng dữ liệu khổng lồ. Cô nhấn mạnh: “Chúng tôi muốn có một bộ dữ liệu tinh khiết nhất có thể để có được các phép đo chính xác cao”. Bước thứ hai, nhóm nghiên cứu đã lọc ra những ngôi sao giống Mặt trời về khối lượng và thành phần hóa học.
Điểm mấu chốt là mặc dù tất cả những ngôi sao này đều giống với Mặt trời nhưng chúng lại rất khác nhau về độ tuổi. Bởi vì chừng nào các ngôi sao còn đốt cháy hydro thành heli ở bên trong chúng và tạo ra bức xạ, thì sự thay đổi về khối lượng và thành phần của chúng là rất nhỏ. Tuy nhiên, thực tế cho thấy kích thước và nhiệt độ của các ngôi sao đều đang tăng dần.
Nhiệt độ tối đa đạt 6065oC
Vì các ngôi sao tương tự như Mặt trời nhưng có độ tuổi khác nhau, nhóm nghiên cứu của Creevey có thể xác định sự phát triển của các ngôi sao này theo thời gian, diễn biến này cũng tương tự như Mặt trời của chúng ta. Kết quả cho thấy, khi Mặt trời đạt 8 tỷ năm tuổi, bề mặt của nó sẽ đạt nhiệt độ tối đa, chỉ cao hơn khoảng 20oC so với giá trị hiện tại là 6045oC.
Sau đó, nó bắt đầu nguội đi và phình to ra thành một khối khổng lồ màu đỏ. Là một gã khổng lồ không ngừng mở rộng, nó có thể nuốt gọn bốn hành tinh là sao Thủy, sao Kim, Trái đất và sao Hỏa. Chỉ khi không còn phản ứng tổng hợp hạt nhân bên trong Mặt trời, ở độ tuổi từ 10 đến 11 tỷ năm, thì ngôi sao khổng lồ đỏ mới sụp đổ thành một ngôi sao lùn trắng có kích thước chỉ bằng Trái đất, quá trình nguội lạnh dần này diễn ra trong hàng tỷ năm.
Tuy nhiên Creevey và các đồng nghiệp còn tiến thêm một bước nữa: Từ các dữ liệu đã thu được, họ chọn ra những ngôi sao giống Mặt trời về nhiệt độ và kích thước và độ tuổi. Họ đã tìm thấy tổng cộng 5883 “đối tượng tương tự Mặt trời”. Danh mục này rất có giá trị đối với các nhà thiên văn học trên toàn thế giới. Bởi vì những quan sát chính xác về các ngôi sao này có thể cho chúng ta câu trả lời Mặt trời của chúng ta “bình thường” như thế nào. Hay sự xuất hiện của sự sống trên Trái đất phụ thuộc vào những đặc tính khác biệt của Mặt trời so với các ngôi sao khác.
Xuân Hoài dịch
