Ở đâu đó trong thiên hà, một ngôi sao lùn trắng đột nhiên bắt đầu tỏa sáng rực rỡ. Và bây giờ chúng ta đã hiểu được trận đại hồng thủy dữ dội đã gây ra nó: trường hấp dẫn của ngôi sao xé các tiểu hành tinh thành các bit, làm phân tán các bit kim loại của nó thành một quầng sáng lấp lánh xung quanh ngôi sao.
Không có video kính viễn vọng nào về một tiểu hành tinh vỡ tan trong không gian. Nhưng đây là những gì chúng ta biết: Có một ngôi sao lùn trắng trong thiên hà của chúng ta, trong nhiều năm, đã phát ra một lượng ánh sáng hồng ngoại trung bình (MIR) nhất quán. Sau đó, vào năm 2018, những phát thải này đã thay đổi. Trong vòng sáu tháng, ánh sáng sao từ thời điểm đó trong không gian trở nên mãnh liệt hơn khoảng 10% trong phổ MIR - và điểm đó vẫn đang sáng hơn. Các nhà nghiên cứu nghĩ rằng đó là do một đám mây bụi kim loại mới hình thành giữa Trái đất và ngôi sao, có khả năng là do sự phá vỡ của tiểu hành tinh gần đây.
Đối với người ngoài, nghe có vẻ trái ngược với việc một đám mây bụi sẽ khiến một ngôi sao trông sáng hơn. Nhưng Tinggui Wang, một nhà thiên văn học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc và là tác giả chính của một bài báo mô tả sự kiện này, cho biết sự sáng lên có ý nghĩa nếu bạn nghĩ về cách ngôi sao và đám mây tương tác.
"Khi các mảnh vỡ nằm trên tầm nhìn của chúng ta tới ngôi sao, nó sẽ khiến ngôi sao mờ đi", ông nói với Live Science. "Tuy nhiên, các mảnh vỡ chỉ bao phủ một phần nhỏ của bầu trời, vì vậy cơ hội nằm trên đường ngắm là rất nhỏ."
Tuy nhiên, mặc dù các mảnh vụn riêng lẻ là nhỏ và mỗi mảnh chỉ che một mảng trời nhỏ, toàn bộ đám mây lớn - lớn hơn nhiều so với ngôi sao. Trong điều kiện bình thường, chỉ các photon bay ra khỏi ngôi sao trực tiếp trên Trái đất mới chạm tới kính viễn vọng của con người. Nhưng đám mây thay đổi điều đó. Những chùm ánh sáng nhắm vào mọi hướng tấn công đám mây của các mảnh vỡ, làm nóng nó lên và khiến các bit của tiểu hành tinh phát ra ánh sáng MIR. Ánh sáng đó cũng đến Trái đất, mặc dù những chùm ánh sáng gây ra nó thường không có. Kết quả là một vùng phát sáng lớn hơn của bầu trời mà các kính viễn vọng của chúng ta đăng ký như một sự tăng vọt của ánh sáng, Wang nói.
Hãy tưởng tượng một đèn pin mờ ở phía xa vào một đêm rõ ràng. Nếu nó chĩa thẳng vào bạn, bạn có thể nhận thấy đó là một chấm sáng mỏng. Nhưng nếu bạn chiếu đèn pin qua hơi nước cuồn cuộn của máy phun sương, sẽ có một vật thể lớn hơn, sáng hơn để bắt mắt bạn - ngay cả khi sức mạnh của nguồn sáng vẫn như cũ.
Các nhà thiên văn học đã nhìn thấy những đám mây mảnh vụn như thế này trước đây trong không gian, Malena Rice, một chuyên gia về thiên văn học của các mảnh vỡ xung quanh các ngôi sao xa xôi và sinh viên tiến sĩ thuộc Khoa Thiên văn của Đại học Yale cho biết. Và họ đã nhìn thấy bằng chứng về các vật thể không có hình cầu, có thể là các tiểu hành tinh quay quanh các vật thể bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta - có thể là một sao lùn trắng khác. Nhưng đây có thể là lần đầu tiên các nhà thiên văn học phát hiện một tiểu hành tinh tan rã thành một đám mây mảnh vụn xung quanh một ngôi sao.
"Quá trình này đã được lý thuyết hóa trong hơn một thập kỷ," Rice, người không tham gia vào nghiên cứu, nói với Live Science. "Nhưng chúng tôi chưa bao giờ có cơ hội nghiên cứu toàn bộ quá trình gián đoạn trong hành động cho đến bây giờ."
Vì vậy, những gì có thể đã xé toạc tiểu hành tinh thành bit? Wang và các đồng nghiệp đã kết luận rằng đó có khả năng là một hiệu ứng hấp dẫn được gọi là gián đoạn thủy triều.
"Một sao lùn trắng là một ngôi sao rất nhỏ gọn", Wang nói. "Như vậy, gần với ngôi sao, độ dốc của trường hấp dẫn có thể rất lớn", nghĩa là trọng lực có thể thay đổi mạnh trong một không gian ngắn.
Hãy tưởng tượng bạn đang lơ lửng trong không gian, quay quanh một ngôi sao với đôi chân hướng về phía nó. Trọng lực trên đôi chân của bạn sẽ lớn hơn trọng lực trên vai bạn. Nếu bạn đang đứng trên Trái đất ngay bây giờ, bạn đang trải nghiệm hiệu ứng tương tự, mặc dù sự khác biệt - độ dốc - rất nhỏ đến mức bạn không nhận thấy điều đó.
Trong các trường hấp dẫn dốc gần các sao lùn trắng, Wang nói, độ dốc có thể trở nên mãnh liệt đến mức chúng áp đảo các lực giữ một vật thể lại với nhau. Các tiểu hành tinh lớn được dán cùng với trọng lực riêng của chúng, nhưng lực hấp dẫn đó không mạnh bằng độ dốc gần với sao lùn trắng. Khi các tiểu hành tinh đi qua các vùng thủy triều đó, các nhà thiên văn học tin rằng, chúng vỡ tan, vấy bẩn khắp không gian như một đám mây.
Điều này có liên quan đến lý do một số hành tinh được bao quanh bởi các vòng bụi và không chỉ mặt trăng, Rice nói. Các lực thủy triều yếu hơn của các hành tinh lớn có thể giữ cho vật chất trong vòng của chúng không bị vón lại thành những quả bóng.
Các nhà thiên văn học chắc chắn các mảnh vỡ không phải từ sao chổi trong trường hợp này, Wang nói, bởi vì sao chổi di chuyển quá nhanh đến nỗi các mảnh vỡ sẽ nhanh chóng rời khỏi khu phố ấm áp ngay lập tức xung quanh ngôi sao và hạ nhiệt. Theo ông, có thể một hành tinh đá đã nổ tung, nhưng các nhà nghiên cứu tin rằng một vật thể nhỏ hơn, có kích thước tiểu hành tinh có nhiều khả năng. (Sự phân biệt chính xác giữa một tiểu hành tinh lớn và một hành tinh nhỏ có thể hơi mơ hồ. Nhưng khi nói đến các hệ thống sao khác, các nhà thiên văn học thường sử dụng "exoasteroid" để chỉ các vật thể kim loại và đá lởm chởm và "ngoại hành tinh" để chỉ các vật thể đủ lớn để trọng lực của chúng hình thành chúng thành những quả cầu.
Ngay bây giờ, đám mây mảnh vỡ vẫn đang bao quanh ngôi sao, có tên WD 0145 + 234. Tuy nhiên, theo thời gian, đám mây đó có khả năng rơi xuống bề mặt sao, Wang nói. Những mảnh vụn không thể tách rời đó, được làm bằng kim loại và có lẽ là một loại khí ấm, có thể giải thích có bao nhiêu sao lùn trắng kết thúc với bằng chứng về sự ô nhiễm kim loại đáng kể dưới ánh sao.
