“Những gì đang chờ đợi tất cả chúng ta”. Tương lai hành tinh Trái Đất nhìn qua kính thiên văn
© Ảnh : NASA/Penn State
Đăng ký
Mặt Trời chắc chắn sẽ diệt vong, dù điều này sẽ không xảy ra nay mai. Những nghiên cứu mới đã giúp hiểu được số phận nào đang chờ đợi các hành tinh xung quanh ngôi sao đặc biệt này. Liệu có cơ hội nào cứu rỗi những hậu duệ giả định của chúng ta hay chăng - bài viết của Sputnik sẽ cho ta câu trả lời.
Cái chết tất yếu
Thiên văn học là khoa học chính xác. Thông số của các thiên thể (kích thước, khối lượng, quỹ đạo, thành phần) cho phép dự đoán với độ tin cậy cao những gì sẽ xảy ra với chúng, kể cả trong tương lai xa xôi. Do đó, số phận của Mặt Trời là hoàn toàn rõ ràng.
Các ngôi sao có tuổi thọ rất cao, nhưng đến một thời điểm nhất định, nhiên liệu nội tại của chúng sẽ cạn kiệt. Có những kịch bản khác nhau tùy thuộc vào khối lượng. Những thiên thể lớn phát nổ và sau đó biến thành các hố đen. Thế nhưng Mặt Trời không đủ lớn để làm được một viễn cảnh “bi ai nhưng hoành tráng” đó.
Khi hydro trong lõi ngôi sao của chúng ta bị tiêu thụ hết, nó sẽ bắt đầu co lại và nóng lên. Điều này sẽ kích hoạt các phản ứng cháy ở lớp xung quanh. Năng lượng giải phóng ra ở đó sẽ buộc lớp vỏ bên ngoài nở rộng. Do đó, Mặt Trời sẽ đồng thời giảm kích thước ở trung tâm và tăng kích thước ở bên ngoài — trở thành một sao đỏ khổng lồ.
Các lớp bên ngoài đi vào không gian, tạo thành đám mây khí mà các nhà thiên văn học gọi là tinh vân. Ở trung tâm là lõi đặc nóng, một ngôi sao lùn trắng có kích thước xấp xỉ như Trái Đất. “Chú bé trắng” này đã không còn năng lượng cho các phản ứng nhiệt hạch nữa.
Sao lùn trắng nguội đi và mờ dần một cách chậm chạp đến hàng tỷ năm. Chung cục là tàn tích tối tăm lạnh lẽo của ngôi sao sẽ sống sót.
Điều gì tiếp theo
Với sự trợ giúp của Kính thiên văn rất lớn của Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ châu Âu tại bán cầu Nam (ESO VLT), các nhà thiên văn học đã phát hiện ra đĩa mảnh vụn bất thường xung quanh một ngôi sao đã chết. Kết quả quan sát đã được công bố trên tạp chí Nature Astronomy.
Ngôi sao trung tâm của hệ thống này là sao lùn trắng J1328−1450. Đây là cái lõi đặc đã cháy hết của một ngôi sao giống như Mặt Trời. Khi già đi, những thiên thể như vậy sẽ mở rộng, rũ bỏ lớp bên ngoài và nuốt chửng những hành tinh ở gần. Các thiên thể đất đá sống sót có thể bị tan rã và tạo thành vành đĩa xung quanh ngôi sao chết.
Tuy nhiên, xung quanh J1328−1450 không phải một, mà là hai vòng mảnh vụn đồng tâm. Đĩa đôi ngăn cách bởi một khoảng trống rõ rệt. Theo các nhà khoa học, cấu trúc phức tạp như vậy có thể được duy trì bởi hai thiên thể hành tinh còn sót lại trên những quỹ đạo khác nhau. Thiên thể bên trong có lẽ mang kích thước bằng một tiểu hành tinh điển hình với đường kính vài km. Kích thước của thiên thể bên ngoài bằng Pluto (Diêm Vương Tinh) hoặc Mặt Trăng.
Đồng thời, những vòng mảnh vụn này khác nhau về thành phần: vòng bên trong giàu khí magie, còn vòng bên ngoài hầu như không có. Như vậy có nghĩa là, các vòng này được nuôi dưỡng bởi các thiên thể từ hai hành tinh hoặc những phần khác nhau của cùng một thiên thể, ví dụ như lớp vỏ và phần lõi, - các nhà nghiên cứu kết luận.
“Từ đó, chúng tôi có được hình dung về chuyện tương lai của các hệ hành tinh tương tự như hệ của chúng ta có thể trông như thế nào”, - một trong các đồng tác giả của công trình là ông Felipe Lagos-Vilches, nhà thiên văn học từ Đại học Warwick (Vương quốc Anh) và Đại học Kỹ thuật Federico Santa María (Chile) cho biết.
Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là liệu Hệ Mặt Trời có tồn tại tiếp với những vòng tròn tại vị trí của các hành tinh cũ hay là không có chúng nữa.
“90 % sẽ diệt vong”
Nhà thiên văn học người Mỹ gốc Nga Konstantin Batygin cùng các đồng nghiệp gần đây đã chứng minh: kết cục có thể đến nhanh hơn nhiều so với những gì chúng ta thường nghĩ.
Cho đến nay, giới khoa học vẫn cho rằng sau cái chết của Mặt Trời, các hành tinh khổng lồ sẽ duy trì sự ổn định trong vòng 100 tỷ năm. Những tính toán mới đã chứng minh rằng vai trò then chốt sẽ được quyết định từ chính cách thức Mặt Trời đang hấp hối sẽ mất đi trọng lượng thế nào.
Vấn đề là ở chỗ ngôi sao rũ bỏ lớp bên ngoài không hề là cuộc lột xác êm ả. Các nhà thiên văn học đã ghi nhận những cú hích của các sao lùn trắng với vận tốc khoảng 0,75 km/giây. Nghĩa là vật chất thoát ra ngoài bằng những đợt phun trào riêng lẻ hướng về các phía khác nhau. Mỗi đợt phun trào như vậy sẽ đẩy nhẹ ngôi sao và làm dịch chuyển quỹ đạo của các hành tinh. Hàng nghìn sự kiện ngẫu nhiên tương tự như vậy sẽ dần dần làm lung lay hệ thống.
Các nhà khoa học đã thực hiện hàng trăm mô phỏng máy tính với những đợt phun trào khác nhau. Nếu khối lượng mất đi một cách êm ả, hệ thống chỉ đơn giản là mở rộng ra. Nhưng với những đợt phun trào riêng lẻ, cục diện sẽ thay đổi: quỹ đạo của Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương bị dịch chuyển một cách hỗn loạn. Trong một phần kịch bản, các hành tinh xích lại gần nhau và va chạm ngay ở giai đoạn sao đỏ khổng lồ. Khoảng 40% các mô phỏng đã dẫn đến sự phá hủy hoặc phân tán mạnh ngay trước khi sao lùn trắng được hình thành. Trong vòng 3 tỷ năm sau khi nó xuất hiện, có tới 90% các hệ thống sẽ tiêu vong.
Đặc biệt dễ bị tổn thương là các hệ thống có những hành tinh có khối lượng nhỏ hơn và trên các quỹ đạo rộng. Ngoài ra, có thể xảy ra những vụ hất văng các hành tinh vào khoảng không gian tự do. Điều này giải thích cho các “hành tinh mồ côi” được quan sát thấy đang bay cạnh sao lùn trắng trẻ tuổi.
Tiến hóa dưới sự kiểm soát
“Khi Mặt Trời bắt đầu nở rộng và biến thành sao đỏ khổng lồ, từ Hệ Thái Dương quen thuộc với chúng ta sẽ chẳng còn lại gì nhiều. Sẽ là cảnh tượng hoàn toàn khác. Khó có thể nói chính xác các hành tinh và các vật thể khác sẽ chuyển sang dạng nào. Thậm chí sẽ không dễ hiểu được cái gì đang ở trước mắt chúng ta: tàn tích của Sao Mộc hay là của Mặt Trăng chẳng hạn. Không loại trừ khả năng nhiều thứ sẽ đơn giản là bị quét bay ra xa vào vũ trụ”, - ông Natan Eismont chuyên viên nghiên cứu khoa học gạo cội của Viện Nghiên cứu Vũ trụ thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga nói với Sputnik.
Do đó, rất có thể, các hậu duệ giả định của chúng ta - hoặc có lẽ là các dạng sống khác hoặc những hệ thống trí tuệ hoàn toàn không mang tính sinh học - sẽ không thể chỉ đơn giản là chuyển từ Trái Đất sang các thiên thể nằm xa Mặt Trời hơn và tiếp tục tồn tại khi ngôi sao này biến thành sao đỏ khổng lồ, rồi sau đó là sao lùn trắng. Tuy nhiên, chúng ta có dự phòng khoảng 5 tỷ năm để học cách kiểm soát sự tiến hóa của Hệ Mặt Trời, chuyên gia Eismont lưu ý.
"Viện sĩ Liên Xô Nikolai Semenovich Kardashev từng giả định: nền văn minh sẽ trở nên hùng mạnh đến mức ví dụ như có thể xây dựng khối cầu Dyson — một cấu trúc xung quanh Mặt Trời nhằm sử dụng toàn bộ năng lượng của nó và không để bất cứ chút gì thoát ra ngoài. Giả thuyết này cũng được sự ủng hộ của các nhà nghiên cứu khác ở mức cao nhất”, - nhà khoa học nhấn mạnh.
Theo lời ông, không đủ cơ sở để khẳng định tính bất khả của điều đó. Nhưng cũng không thể chắc chắn rằng các sự kiện sẽ diễn ra đúng theo cách như vậy. Con người là những sinh vật không thể tiên liệu. Khác với các ngôi sao và những hành tinh.
