Mặt trời sau khi 'chết' vẫn có thể hỗ trợ cho sự sống trên Trái đất

Các nhà thiên văn học đã tìm thấy rất nhiều ngôi sao lùn trắng được bao quanh bởi các mảnh vụn. Những chiếc đĩa bụi đó là tàn tích của các hành tinh bị ngôi sao này phá hủy trong những năm cuối cuộc đời. Nhưng họ đã bất ngờ tìm thấy một hành tinh nguyên vẹn có khối lượng bằng sao Mộc quay quanh một sao lùn trắng.

Điều này gợi ra suy nghĩ các hành tinh giống Trái đất có thể tồn tại xung quanh các sao lùn trắng?

Sao lùn trắng là tàn dư sao của một ngôi sao dãy chính (trên biểu đồ HR) từng lớn hơn nhiều như Mặt trời của chúng ta. Khi một ngôi sao có cùng khối lượng với Mặt trời của chúng ta rời khỏi dãy chính, nó phồng lên và trở thành sao đỏ khổng lồ.

Khi sao đỏ khổng lồ già đi và cạn kiệt nhiên liệu hạt nhân, các lớp bên ngoài của nó bị bốc hơi dưới dạng tinh vân, tạo thành một bức màn lung linh do khí ion hóa giãn nở mà mọi người thường nhìn thấy trong các bức ảnh do kính thiên văn Hubble chụp. Sau khoảng 10.000 năm, tinh vân tan biến và tất cả những gì còn lại là một sao lùn trắng, đơn độc ở trung tâm.

Sao lùn trắng có mật độ cực kỳ dày đặc và nặng, nhưng chỉ lớn bằng Trái đất. Chúng không còn khả năng tổng hợp nhiệt hạch và chỉ phát ra nhiệt dư. Tuy nhiên, nhiệt vẫn là nhiệt và các sao lùn trắng có thể tạo các vùng có thể sinh sống được, ở khoảng cách rất gần.

Giới thiên văn học tin rằng hầu hết các ngôi sao đều có hành tinh. Nhưng những hành tinh đó đang gặp nguy hiểm khi chúng quay quanh một ngôi sao rời khỏi dãy chính và trở thành sao đỏ khổng lồ. Quá trình đó có thể tàn phá các hành tinh bằng cách sao chủ nuốt chửng hoặc xé toạc hành tinh thông qua thủy triều gián đoạn. Một số sao lùn trắng được bao quanh bởi các mảnh vụn và chúng chỉ có thể là phần còn lại của hành tinh, bị ngôi sao xé toang thành từng mảnh trong giai đoạn tiến hóa thành sao lùn đỏ.

Nhưng vào năm 2020, các nhà nghiên cứu đã công bố phát hiện ra một hành tinh nguyên vẹn giữa đĩa bụi ở vùng có thể ở được xung quanh sao lùn trắng WD1054-226.

Nếu đã có một trường hợp thì gần như chắc chắn sẽ có những trường hợp khác ở đâu đó. Tại sao chúng ta chưa tìm thấy chúng? Và thực tế là hành tinh đầu tiên chúng ta tìm thấy là một hành tinh có khối lượng bằng sao Mộc có nghĩa là quần thể ngoại hành tinh Sao lùn trắng vẫn có thể bị trói buộc trong hệ thống?

Một bài báo khoa học mới xem xét vấn đề về ngoại hành tinh quay quanh sao lùn trắng và đặt câu hỏi tại sao các hành tinh dạng đá quanh sao lùn trắng dường như rất hiếm. Bài báo có tựa đề "Bản chất khổng lồ của WD 1856 b ngụ ý rằng việc rất hiếm có hành tinh đá quay xung quanh sao lùn trắng". Bài báo của David Kipping, Trợ lý Giáo sư tại Khoa Thiên văn học tại Đại học Columbia ở New York đã được đăng trên Nguyệt san của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.

Sao lùn trắng tồn tại lâu dài và ổn định. Vì vậy, mặc dù vùng có thể ở được của chúng nhỏ hơn nhiều so với vùng xung quanh một ngôi sao như Mặt trời của chúng ta nhưng chúng vẫn tồn tại. Về lý thuyết, các hành tinh trong vùng có thể sinh sống được có thể hỗ trợ sự sống.

Hành tinh duy nhất còn nguyên vẹn xung quanh một sao lùn trắng mà chúng ta biết chắc chắn đã được phát hiện bởi tàu vũ trụ TESS của NASA và đó là một hành tinh khổng lồ: khối lượng gấp 13,8 lần sao Mộc. Hành tinh có khối lượng lớn như vậy mà vẫn còn gắn bó với sao lùn trắng sau tất cả những gì đã xảy ra là điều bất thường.

Kipping giải thích: “Là do số lượng hành tinh khổng lồ tương đối ít so với các hành tinh giống Trái đất và lý thuyết về sự phân bố bán kính “đáy nặng”. Có một quan điểm mới cho rằng các hành tinh có kích thước bằng sao Mộc đại diện cho thiểu số hành tinh. Do đó, việc hành tinh chuyển động đầu tiên được phát hiện xung quanh sao lùn trắng, có bán kính lớn là điều đáng ngạc nhiên".

WD 1856 b có thể là hành tinh lùn trắng duy nhất được xác nhận, nhưng vẫn có những ứng cử viên khác và hầu hết chúng đều là hành tinh có khối lượng bằng sao Mộc hoặc lớn hơn.

Đối với Kipping, giả thuyết tìm thấy một khối khí khổng lồ xung quanh một sao lùn trắng là điều đáng lo ngại vì nó càng củng cố quan điểm hành tinh đá tồn tại quanh sao lùn trắng là rất hiếm.

Có nhiều bằng chứng cho thấy các hành tinh đất đá nhỏ quay quanh sao lùn trắng. Nhưng bằng chứng lại nằm ở những mảnh đá vụn từ các hành tinh đá bị phá hủy. Điều này đưa tới câu hỏi đặt ra là liệu có hành tinh nào còn nguyên vẹn trong vùng có thể ở được không? Việc phát hiện WD 1856 b có cho chúng ta biết điều gì về sự tồn tại của các hành tinh như Trái đất xoay quanh sao lùn trắng không?

Có rất nhiều câu hỏi và những tranh cãi quanh vấn đề này. Như thường lệ, chúng ta cần nhiều dữ liệu hơn để trước khi rút ra kết luận. Khoa học ngoại hành tinh thuộc sao lùn trắng chỉ mới ở giai đoạn sơ khai. Nhưng nó rất đáng được tìm hiểu vì sao sao lùn trắng rất ổn định và tồn tại lâu dài. Hệ quả là vùng có thể ở được của chúng cũng tồn tại lâu dài và đây là thứ mà chúng ta quan tâm.

Sao lùn trắng có bán kính chỉ bằng Trái đất, nhỏ hơn các ngôi sao khác và điều đó có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát hiện những hành tinh có kích thước Trái đất. Nó cũng có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu khí quyển, gồm cả việc phát hiện dấu hiệu sinh học tiềm năng.

Nếu chúng ta tìm thấy nhiều thế giới giống Trái đất hơn xung quanh các sao lùn trắng, điều đó sẽ mở ra một con đường khác cho khả năng phát hiện vùng sống được trong vũ trụ bao la.

Danh mục ngoại hành tinh của NASA cho thấy trong 5.535 ngoại hành tinh đã được xác nhận, 1898 là hành tinh băng giống sao Hải Vương, 1756 là những hành tinh khí khổng lồ. Chỉ có 1675 trong số đó là Siêu Trái đất và chỉ 199 giống Trái đất.

Do vậy, tuyên bố của Kipping rằng sự phân bố của các ngoại hành tinh là 'nặng đáy', nghĩa là các hành tinh có bán kính nhỏ hiện hữu nhiều hơn các hành tinh có bán kính lớn có vẻ gây khó hiểu cho người đọc.