Sao lùn trắng xé nát một hành tinh

Một hành tinh nhỏ đã bị xé toạc thành nhiều mảnh và biến mất sau khi di chuyển tới quá gần một sao lùn trắng. Hành tinh xấu số có lẽ đã bị kéo về phía ngôi sao lùn trắng bởi trọng lực của một hoặc nhiều hành tinh không nhìn thấy, các nhà thiên văn học cho biết.

Các ngôi sao như Mặt Trời (thành phần chủ yếu là hydro và heli) sẽ phồng lên thành quả cầu khổng lồ màu đỏ rực - gọi là sao khổng lồ đỏ - khi chúng già đi. Sau đó, những lớp vật chất ở phía trên của chúng sẽ dần tách ra, chỉ còn lại lõi. Khi đó, chúng được gọi là sao lùn trắng.

Các nhà thiên văn học rất quan tâm tới việc tìm kiếm những dấu hiệu của các hành tinh xung quanh các ngôi sao sắp tắt này, bởi chúng sẽ giúp họ hiểu được điều gì sẽ xảy ra với những hệ hành tinh giống như hệ mặt trời của chúng ta.

Trước đây, các nhà khoa học từng nhìn thấy những đĩa bụi bay xung quanh nhiều sao lùn trắng. Người ta cũng phát hiện ra rằng, trên bề mặt của sao lùn trắng có nhiều kim loại - một dấu hiệu cho thấy chúng có thể đã "nuốt chửng" những hành tinh nhỏ bay quá gần sau khi xé vụn những "thiên thể kém may mắn" này.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Warwick (Anh) đã có trong tay bằng chứng thuyết phục nhất về việc sao lùn trắng nuốt chửng một hành tinh. Họ đã nhìn thấy sự hình thành của một vành bụi kim loại xung quanh một sao lùn trắng có tên SDSS 1228+1040 nằm ngoài hệ Mặt Trời của chúng ta.

Sử dụng 3 kính thiên văn: Sloan Digital Sky Survey (trên đỉnh núi Apache, bang New Mexico, Mỹ), Herschel (trên quần đảo Canary) và Galaxy Evolution Explorer (bay vòng quanh Trái Đất), các nhà nghiên cứu đã nhìn thấy những quang phổ phát ra từ một đĩa bụi kim loại bay quanh sao lùn trắng SDSS 1228+1040.

Đĩa bụi kim loại màu đỏ là tất cả những gì còn sót lại của hành tinh xấu số khi nó tiến tới quá gần một sao lùn trắng. (Ảnh: Newscientist)

Kết quả phân tích quang phổ cho thấy đĩa bụi kim loại này chứa canxi, magiê, sắt. Khoảng cách giữa nó với ngôi sao lùn ngắn hơn khoảng 100 lần so với khoảng cách từ sao Thủy tới Mặt Trời. Ở khoảng cách đó, bức xạ từ sao lùn trắng đủ sức làm nhiệt độ trên đĩa bụi tăng lên tới 4.723 độ C.

Quang phổ cũng cho thấy khí quyển của sao lùn trắng rất giàu magiê. Điều này đồng nghĩa với việc vật chất từ đĩa bụi đang rơi xuống ngôi sao. Do lực trọng trường của sao lùn trắng rất lớn nên những nguyên tố có khối lượng riêng lớn trên bề mặt của nó đã bị hút vào bên trong. Magiê không bị hút vào lõi do khối lượng riêng của nó thấp.

Những hành tinh "ma"

Để giải thích tất cả những hiện tượng trên, Boris Gaensicke, trưởng nhóm nghiên cứu, cho rằng một hành tinh nhỏ đã bị kéo về phía ngôi sao lùn trắng bởi lực trọng trường. Sau khi bị xé vụn, những gì còn lại của kẻ xấu số là những đám bụi kim loại nóng.

Vị trí của đĩa bụi ủng hộ giả thiết này. "Các hành tinh phải bị xé toạc ở khoảng cách này", Tom Marsh, một thành viên của nhóm nghiên cứu, nhận định.

Sự hủy diệt của hành tinh nói trên cũng cho thấy một điều: Có nhiều hành tinh đang "ẩn nấp" trong các hệ hành tinh, bởi vì khi một ngôi sao phồng lên để trở thành sao khổng lồ đỏ, nó sẽ đẩy tất cả các hành tinh nhỏ hơn trong phạm vi có bán kính bằng khoảng cách từ Mặt Trời tới sao Hỏa. Vì thế, việc một hành tinh "lang thang" tới gần sao lùn trắng chứng tỏ rằng nó bị hút tới đây bởi lực trọng trường của những hành tinh bên ngoài hệ mặt trời mà nó trú ngụ. Lực trọng trường khổng lồ của chúng đã kéo hành tinh xấu số về phía sao lùn trắng.

Benjamin Zuckerman tại Đại học California ở Los Angeles (Mỹ), người từng công bố bằng chứng về sự tồn tại của những đĩa bụi xung quanh sao lùn trắng, nhận định rằng phát hiện mới này là bằng chứng mới nhất về việc sao lùn trắng tiêu diệt hành tinh.

"Có thể nhiều hành tinh đã thoát khỏi sự hủy diệt của những ngôi sao khổng lồ đỏ. Tác động trọng trường của một hoặc nhiều hành tinh như thế có thể là nguyên nhân gây nên hiện tượng này", ông phát biểu.

Ted von Hippel tại Đại học Texas, thành phố Austin (Mỹ) lập luận rằng đĩa bụi có thể chỉ là những gì còn sót lại của ngôi sao lùn trắng trong giai đoạn cuối của cuộc đời. Tuy nhiên, ông không giải thích được tại sao đĩa bụi lại không có hydrogen, nguyên tố chiếm tỷ lệ lớn nhất (khoảng 70%) trong thành phần vật chất của những ngôi sao.

"Nếu hiện tượng hành tinh bị hủy diệt bởi sao lùn trắng là đúng thì chúng ta sẽ hiểu rõ hơn về số phận của những hệ hành tinh như hệ Mặt Trời", Ted nói. "Hiện chưa có nhiều công trình nghiên cứu về tương lai của những hệ hành tinh khi một ngôi sao trở thành sao khổng lồ đỏ và sau đó là sao lùn trắng. Phát hiện này giúp chúng ta hiểu thêm về những giai đoạn cuối cùng của một hệ hành tinh".

Việt Linh