Các nhà vật lý thiên văn của Đại học Warwick đã xác định được bốn ngôi sao lùn trắng được bao quanh bởi bụi từ các cơ thể hành tinh bị vỡ vụn, nơi từng có những điểm tương đồng nổi bật với thành phần của Trái đất.
Sử dụng Kính viễn vọng Không gian Hubble cho cuộc khảo sát lớn nhất cho đến nay về thành phần hóa học trong khí quyển của các ngôi sao lùn trắng, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các nguyên tố thường xuyên xuất hiện trong bụi xung quanh bốn sao lùn trắng này là oxy, magiê, sắt và silicon - bốn yếu tố chiếm khoảng 93% Trái đất.
Tín dụng hình ảnh: © Mark A. Garlick / Đại học Warwick.
Tuy nhiên, một quan sát thậm chí còn quan trọng hơn là vật liệu này cũng chứa một tỷ lệ carbon cực thấp, rất khớp với Trái đất và các hành tinh đá khác quay quanh gần Mặt trời nhất của chúng ta.
Đây là lần đầu tiên tỷ lệ carbon thấp như vậy được đo trong bầu khí quyển của các ngôi sao lùn trắng bị ô nhiễm bởi các mảnh vụn. Đây không chỉ là bằng chứng rõ ràng cho thấy những ngôi sao này từng có ít nhất một ngoại hành tinh đá mà chúng đã bị phá hủy, các quan sát cũng phải xác định chính xác giai đoạn cuối của cái chết của những thế giới này.
Bầu khí quyển của sao lùn trắng được tạo thành từ hydro và / hoặc helium, do đó, bất kỳ nguyên tố nặng nào đi vào bầu khí quyển của chúng đều bị kéo xuống lõi và khuất tầm nhìn trong vài ngày bởi lực hấp dẫn cao của sao lùn. Vì điều này, các nhà thiên văn học thực sự phải quan sát giai đoạn cuối cùng của cái chết của những thế giới này khi vật chất trút xuống các ngôi sao với tốc độ lên tới 1 triệu kg mỗi giây.
Đây không chỉ là bằng chứng rõ ràng cho thấy những ngôi sao này từng có cơ thể ngoại hành tinh đá đã bị phá hủy, những quan sát của một sao lùn trắng đặc biệt, PG0843 + 516, cũng có thể kể câu chuyện về sự hủy diệt của những thế giới này.
Ngôi sao này nổi bật so với phần còn lại do sự dư thừa tương đối của các nguyên tố sắt, niken và lưu huỳnh trong bụi tìm thấy trong bầu khí quyển của nó.
Sắt và niken được tìm thấy trong lõi của các hành tinh trên mặt đất, khi chúng chìm xuống trung tâm do lực hấp dẫn trong quá trình hình thành hành tinh, và lưu huỳnh nhờ vào ái lực hóa học của nó với sắt.
Do đó, các nhà nghiên cứu tin rằng họ đang quan sát sao lùn trắng PG0843 + 516 trong hành động nuốt vật liệu từ lõi của một hành tinh đá đủ lớn để trải qua sự khác biệt, tương tự như quá trình tách lõi và lớp vỏ Trái đất.
Nghiên cứu mang tên Sự đa dạng hóa học của các mảnh vụn hành tinh ngoài hành tinh xung quanh các sao lùn trắng của BT Gänsicke, D. Koester, J. Farihi, J. Girven, SGParsons và E. Breedt được chấp nhận để công bố trên Thông báo hàng tháng của Hội Thiên văn Hoàng gia.
Giáo sư Boris Gänsicke thuộc Khoa Vật lý tại Đại học Warwick, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết quá trình phá hủy gây ra các đĩa bụi xung quanh các sao lùn trắng xa xôi này có khả năng một ngày nào đó sẽ diễn ra trong hệ mặt trời của chúng ta.
Tín dụng hình ảnh: © Mark A. Garlick / Đại học Warwick.
Những gì chúng ta đang thấy ngày nay ở những ngôi sao lùn trắng này cách xa vài trăm năm ánh sáng cũng có thể là một bức ảnh chụp về tương lai rất xa của Trái đất.
Khi các ngôi sao như Mặt trời của chúng ta đến cuối đời, chúng mở rộng để trở thành người khổng lồ đỏ khi nhiên liệu hạt nhân trong lõi của chúng bị cạn kiệt.
Khi điều này xảy ra trong hệ mặt trời của chúng ta, hàng tỷ năm nữa, Mặt trời sẽ nhấn chìm các hành tinh bên trong Sao Thủy và Sao Kim.
Căng Nó không rõ Trái đất cũng sẽ bị Mặt trời nuốt chửng trong pha khổng lồ đỏ của nó - nhưng ngay cả khi nó sống sót, bề mặt của nó sẽ bị rang.
Sau khi biến Mặt trời thành sao lùn trắng, nó sẽ mất một khối lượng lớn và tất cả các hành tinh sẽ di chuyển ra ngoài.
Điều này có thể làm mất ổn định quỹ đạo và dẫn đến va chạm giữa các hành tinh như đã xảy ra trong những ngày đầu không ổn định của hệ mặt trời. Điều này thậm chí có thể phá vỡ toàn bộ các hành tinh trên mặt đất, tạo thành một lượng lớn các tiểu hành tinh, một số trong đó sẽ có thành phần hóa học tương tự như các hành tinh của lõi hành tinh.
Trong hệ mặt trời của chúng ta, Sao Mộc sẽ sống sót sau quá trình tiến hóa muộn của Mặt trời và các tiểu hành tinh phân tán, mới hay cũ, hướng về sao lùn trắng.
Một điều hoàn toàn khả thi là trong PG0843 + 516, chúng ta thấy sự bồi tụ của những mảnh vỡ đó được làm từ vật liệu cốt lõi của cái đã từng là một ngoại hành tinh trên mặt đất.
Nhóm lãnh đạo của Đại học Warwick đã khảo sát hơn 80 sao lùn trắng trong vòng vài trăm năm ánh sáng, sử dụng Máy quang phổ Nguồn gốc Vũ trụ trên Kính viễn vọng Không gian Hubble.
Tái xuất bản với sự cho phép của Đại học Warwick.