Thực tế đáng buồn của Vũ trụ là cuối cùng tất cả các ngôi sao sẽ chết. Và khi họ làm, điều gì xảy ra với em bé của họ? Thông thường, tiên lượng cho các hành tinh xung quanh một ngôi sao sắp chết là không tốt, nhưng một nghiên cứu mới cho biết một số thực tế có thể sống sót.
Một nhóm các nhà thiên văn học đã xem xét kỹ hơn những gì xảy ra khi các ngôi sao, như Mặt trời của chúng ta, trở thành những sao lùn trắng trong cuộc đời của họ. Hóa ra, các hành tinh dày đặc hơn như Trái đất có thể sống sót sau sự kiện. Nhưng, chỉ khi họ cách xa đúng khoảng cách.
Nghiên cứu mới này đến từ các nhà thiên văn học trong Nhóm Thiên văn học và Vật lý thiên văn tại Đại học Warwick. Bài viết của họ đã được xuất bản trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. Tiêu đề là thư giãn quỹ đạo quỹ đạo và kích thích các hành tinh tương tác với các sao lùn trắng.
Sao lùn trắng là trạng thái cuối cùng của một ngôi sao đủ lớn để trở thành sao neutron. Trong Dải Ngân hà của chúng ta, khoảng 97% các ngôi sao sẽ trở thành sao lùn trắng.
Giấy là một trong những nghiên cứu chuyên dụng đầu tiên nghiên cứu về tác động của thủy triều giữa các sao lùn trắng và các hành tinh.
Tiến sĩ Dimitri Veras, Đại học Warwick.
Khi một ngôi sao cạn kiệt nhiên liệu và trở thành sao lùn trắng, đó không phải là một sự chuyển đổi nhẹ nhàng. Ngôi sao thổi ra các lớp khí bên ngoài và chúng tạo thành một tinh vân hành tinh. Bất kỳ hành tinh quay quanh nào cũng có thể bị phá hủy dữ dội bởi sự trục xuất khí thảm khốc này.
Sau đó, bất kỳ thi thể nào còn sống sẽ phải chịu các lực thủy triều khổng lồ được tạo ra khi ngôi sao sụp đổ vào trạng thái sao lùn trắng siêu dày đặc của nó. Các lực thủy triều có thể lái bất kỳ hành tinh nào quay quanh quỹ đạo mới, hoặc thậm chí đẩy chúng ra khỏi hệ mặt trời hoàn toàn.
Tổng hợp kịch bản phá hoại này là phát xạ tia X chết người. Nếu một số vật thể quay quanh bị phá hủy hoặc tước bỏ vật chất, vật liệu đó có thể rơi vào ngôi sao, khiến sao lùn trắng phát ra tia X. Thật khó để tưởng tượng bất kỳ cuộc sống nào còn sót lại khi một ngôi sao chuyển sang ngôi sao lùn trắng, nhưng nếu một số người đã làm, bằng cách nào đó, tia X sẽ là cuộc đảo chính. Trong mọi trường hợp, môi trường xung quanh một ngôi sao lùn trắng không phải là một nơi tốt đẹp.
Theo nghiên cứu mới này, một số hành tinh có thể sống sót trong môi trường chết chóc này, nếu chúng có thể đủ dày đặc và nếu chúng ở khoảng cách phù hợp.
Sự tồn tại của chúng dựa vào thứ gọi là bán kính phá hủy. Bán kính hủy diệt là khoảng cách từ ngôi sao nơi một vật thể bị giữ lại bởi trọng lực của chính nó sẽ tan rã do lực thủy triều, theo một thông cáo báo chí. Nếu bất kỳ hành tinh nào bị phá hủy bởi sao lùn trắng, vòng mảnh vụn đó sẽ hình thành trong bán kính hủy diệt.
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng một hành tinh càng lớn thì càng ít có khả năng sống sót qua các tương tác thủy triều mới trong hệ mặt trời của nó. Một hành tinh nhỏ hơn sẽ được đệm bởi cùng một lực, nhưng khối lượng thấp hơn của nó có thể cho phép nó sống sót.
Sự sống sót của bất kỳ hành tinh nào là phức tạp và phụ thuộc vào một số yếu tố, như khối lượng và vị trí của nó so với bán kính hủy diệt. Nhưng nó cũng phụ thuộc vào độ nhớt của hành tinh. Một loại ngoại hành tinh được gọi là exo có độ nhớt thấp Trái đất có thể bị ngôi sao nuốt chửng ngay cả khi chúng xuất hiện trong vòng năm lần khoảng cách từ trung tâm sao lùn trắng và bán kính hủy diệt của nó. (Enceladus là một ví dụ điển hình về cơ thể có độ nhớt thấp.)
Ngoài ra còn có các loại exo-Earths có độ nhớt cao, có thể dễ dàng nuốt phải nếu chúng ở khoảng cách gấp đôi khoảng cách giữa tâm của sao lùn trắng và bán kính hủy diệt của nó. Một exo-Earth có độ nhớt cao là một hành tinh có lõi dày đặc bao gồm các nguyên tố nặng hơn.
Tác giả chính của bài báo là Tiến sĩ Dimitri Veras từ Khoa Vật lý của Đại học Warwick. Tiến sĩ Veras cho biết, bài báo là một trong những nghiên cứu chuyên dụng đầu tiên nghiên cứu về tác động của thủy triều giữa các sao lùn trắng và các hành tinh. Kiểu mô hình này sẽ có sự liên quan ngày càng tăng trong những năm tới, khi các cơ thể đá bổ sung có khả năng được phát hiện gần các sao lùn trắng.
Tiến sĩ Veras nhanh chóng chỉ ra giới hạn của nghiên cứu này. Nó chỉ áp dụng cho các hành tinh đồng nhất. Điều đó có nghĩa là các hành tinh có cấu trúc giống nhau, thay vì một hành tinh như Trái đất, với nhiều lớp trong cấu trúc của nó. Mô hình các hành tinh như Trái đất là vô cùng phức tạp.
Nghiên cứu của chúng tôi, trong khi tinh vi ở một số khía cạnh, chỉ xử lý các hành tinh đá đồng nhất phù hợp với cấu trúc của chúng trong suốt, tiến sĩ Veras nói. Một hành tinh nhiều lớp, giống như Trái đất, sẽ phức tạp hơn đáng kể để tính toán nhưng chúng tôi đang nghiên cứu tính khả thi của việc đó.
Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng các hành tinh đá có thể tồn tại trong các tương tác thủy triều với sao lùn trắng theo cách đẩy các hành tinh ra ngoài một chút.
Tiến sĩ Dimitri Veras, Đại học Warwick.
Nghiên cứu chỉ ra sự phức tạp của việc xác định khoảng cách an toàn với một ngôi sao lùn trắng. Nhưng sẽ luôn có một khoảng cách an toàn. Theo nghiên cứu, đối với một hành tinh đồng nhất, đá, nó có thể chống lại sự nhấn chìm và tồn tại của các lực thủy triều nếu nó nằm ở một khoảng cách tạo thành sao lùn trắng của khoảng một phần ba khoảng cách giữa Sao Thủy và Mặt Trời theo nghiên cứu.
Nghiên cứu này sẽ giúp định hình cách các nhà thiên văn học săn lùng các ngoại hành tinh xung quanh các ngôi sao lùn trắng. Và vì các ngôi sao lùn trắng rất phong phú, các nghiên cứu hữu ích được đảm bảo.
Nghiên cứu của chúng tôi nhắc nhở các nhà thiên văn học tìm kiếm các hành tinh đá gần - nhưng ngay bên ngoài - bán kính hủy diệt của sao lùn trắng, tiến sĩ cho biết các quan sát cho đến nay đã tập trung vào vùng bên trong này, nhưng nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng các hành tinh đá có thể sống sót qua thủy triều tương tác với sao lùn trắng theo cách đẩy các hành tinh ra ngoài một chút.
Tiến sĩ Veras nói rằng nghiên cứu của họ cũng thông báo việc tìm kiếm các ngoại hành tinh xung quanh các sao lùn trắng bằng cách tìm kiếm một chữ ký hình học exoplanet chạm trong đĩa vụn. Nó có một thực tế nổi tiếng là các thi thể trong một mảnh vụn, hoặc trong một đĩa hình thành hành tinh, có thể để lại dấu vết của chúng trong vòng, báo hiệu sự hiện diện của chúng cho các nhà quan sát ở xa.
Các nhà thiên văn học cũng nên tìm chữ ký hình học trong các mảnh vụn đã biết. Những chữ ký này có thể là kết quả của sự nhiễu loạn hấp dẫn từ một hành tinh nằm ngoài bán kính hủy diệt, Tiến sĩ nói Trong những trường hợp này, các đĩa sẽ được hình thành trước đó bằng cách nghiền nát các tiểu hành tinh tiếp cận và đi vào bán kính hủy diệt của sao lùn trắng.
Với các kính viễn vọng mạnh hơn sẽ xuất hiện trực tuyến trong vài năm tới và với việc tìm kiếm các ngoại hành tinh đang gia tăng, nhóm nghiên cứu đằng sau bài báo hy vọng công việc của họ sẽ giúp các thợ săn hành tinh thăm dò các hệ thống sao lùn trắng thành công.
