Các nhà khoa học tin họ đã biết khi nào Mặt trời nổ tung, và nổ như thế nào

Mặt trời đã gần 4,6 tỷ năm tuổi, vậy nó sẽ còn tiếp tục phát sáng trong bao lâu nữa? Và sau khi qua đời thì Mặt trời sẽ như thế nào? Đây là câu hỏi mà các nhà khoa học tin rằng họ đã có câu trả lời.

Mặt trời của chúng ta sẽ trông như thế nào sau khi nó chết? Các nhà khoa học đã đưa ra rất nhiều những dự đoán về kết cục đối với Hệ mặt trời của chúng ta khi điều đó xảy ra. Tất nhiên khi điều đó xảy ra, con người sẽ không có cơ hội mà ở quanh đó, đeo kính mát và chiêm ngưỡng giây phút cuối cùng của Mặt trời đâu.

Trước đây, các nhà thiên văn học cho rằng khi Mặt trời chết, nó sẽ biến thành một đám tinh vân, một đám bụi tập hợp lại với nhau và phát sáng. Ít nhất là như vậy, cho đến khi họ tìm thấy các bằng chứng khác.

Và hiện tại, với khoa học kỹ thuật phát triển, các nhà thiên văn học lại tiếp tục lật lại vấn đề trên một lần nữa. Họ tin rằng, khi Mặt trời chết, tinh vân chết chóc và tuyệt đẹp sẽ được hình thành ngay sau đó, và đó là những gì còn lại của Mặt trời.

Mặt trời hiện đang ở độ tuổi trung niên, chuẩn bị già, khoảng 4,6 tỷ năm tuổi – được đo dựa trên độ tuổi của các vật thể khác trong Hệ mặt trời. Và dựa trên các quan sát trên các ngôi sao khác, các nhà khoa học cho rằng Mặt trời sẽ kết thúc cuộc đời huy hoàng của nó trong khoảng 10 tỷ năm nữa.

Sẽ có nhiều những biến đổi trong hành trình 10 tỷ năm cuối đời đó. Trong khoảng 5 tỷ năm đầu tiên, Mặt trời sẽ biến thành một gã khổng lồ da đỏ. Lõi Mặt trời sẽ co lại, nhưng các lớp bên ngoài lại mở rộng ra lấn vào quỹ đạo của sao Hỏa, và nhấn chìm Trái đất – trong trường hợp Trái đất còn tồn tại hoặc ở vị trí cũ. Nhưng các bạn đừng lo lắng, con người không tồn tại lâu tới mức đó đâu.

Theo các nghiên cứu, con người sẽ chỉ tồn tại trong khoảng 1 tỷ năm nữa là tuyệt chủng, trừ khi chúng ta tìm được một hình tinh, hay một cách nào đó để sống sót. Đó là bởi vì Mặt trời đang tăng độ sáng lên khoảng 10% mỗi tỷ năm.

10% trên mỗi tỷ năm, vậy mỗi năm tăng chắc rất nhỏ, nghe chắc không bao nhiêu. Nhưng thiên nhiên chúng ta rất nhạy cảm, sự gia tăng độ sáng sẽ làm bay hơi nước trên các đại dương, mặt đất thì sẽ nóng lên. Dần dần nó sẽ kết thúc toàn bộ sự sống trên trái đất.

Một số nghiên cứu trước đây cho rằng, để một tinh vân được hình thành, thì kích thước của ngôi sao chết ban đầu sẽ cần phải lớn gấp đôi Mặt trời. Tuy nhiên, bằng việc sử dụng các Mô hình máy tính hiện đại, các nhà khoa học xác định rằng, giống như 90% các ngôi sao khác, Mặt trời khi chết thu nhỏ kích thước lõi lại thành một sao lùn trắng và sau đó kết thúc như một tinh vân.

Giáo sư Albert Zijlstra - đến từ Đại học Manchester (Anh), thành viên nhóm nghiên cứu - cho biết khi một ngôi sao chết, nó sẽ thải ra một khối khí, bụi và 90% các trường hợp khối khí này tạo thành một tinh vân hành tình.

Ước tính khối khí và bụi đó có thể bằng một nửa khối lượng của ngôi sao. Đó chính là phần cốt lõi của ngôi sao, sau khi nó đã sử dụng hết nhiên liệu, tắt ngấm và chết.

Lõi của Mặt trời sẽ đẩy các đám bụi tinh vân ra, và lõi này sẽ tiếp tục sáng trong 10.000 năm nữa – một khoảng thời gian ngắn của vụ trụ. Đây là lý do các tinh vân hành tinh có thể nhìn thấy được, nó sẽ rất sáng, sáng đến mức có thể nhìn thấy được ở khoảng cách hàng chục triệu năm ánh sáng.

Mô hình dữ liệu mà nhóm nghiên cứu tạo ra thực sự đã dự đoán được vòng đời của các loại ngôi sao khác nhau, để tìm ra độ sáng của các tinh vân hành tinh liên quan đến các ngôi sao khác nhau.

Những tinh vân hành tinh phổ biến có thể nhắc đến như Tinh vân Helix, Tinh vân Mắt mèo, Tinh vân Chiếc Nhẫn hay Tinh vân Bong Bóng. Sở dĩ gọi chúng là tinh vân hành tinh, vì khi xưa, những năm cuối thế kỷ 18, những tinh vân đầu tiên được quan sát bởi kính viễn vọng thì chúng giống như những hành tinh.

Tinh vân Mắt Mèo

Khoảng 25 năm trước, các nhà thiên văn học nhận thấy một điều kỳ lạ: các tinh vân hành tinh sáng nhất trong các hệ thiên hà khác đều có cùng độ sáng. Điều này có nghĩa là, vì mặt lý thuyết, bằng cách nhìn vào độ sáng các tinh vân hành tinh trong các thiên hà, chính ta có thể tính toán được khoảng cách tới chúng.

Dữ liệu cho thấy điều này là chính xác, nhưng nó lại mâu thuẫn với các mô hình khác, vốn làm cho các nhà khoa học vò đầu bức tóc khi phát hiện ra.

Đó là những ngôi sao có khối lượng thấp, thì nó sẽ tạo ra các tinh vân hành tinh với độ sáng yếu hơn. Lúc này thì dựa vào độ sáng để xác định khoảng cách thì không hợp lý.

Hiện tại điều này đã được giải quyết bằng cách chỉ ra rằng, khối lượng của mặt trời là khối lượng giới hạn để một tinh vân có thể nhìn thấy. Ngay cả ngôi sao có khối lượng nhỏ hơn 1,1 lần mặt trời cũng không thể tạo ra tinh vân nhìn thấy được. Những ngôi sao to hơn mặt trời 3 lần, thì ngược lại, sẽ tạo ra tinh vân sáng hơn rất nhiều.

"Đó là một kết quả rất tốt", Zijlstra cho biết, "Hiện tại, chúng tôi không chỉ có cách đo lường sự hiện diện của các ngôi sao ở độ tuổi vài tỷ năm, ở các thiên hà xa xôi, mà thậm chí chúng tôi biết được Mặt trời sẽ như thế nào khi nó chết".

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí khoa học thiên văn Nature Astronomy.

Trí Nguyễn