Một ngày nào đó mặt trời của chúng ta sẽ hóa cứng thành một quả cầu pha lê khổng lồ

Khoa Học/Công Nghệ

Tàn dư của các ngôi sao lùn trắng có lõi tinh thể làm từ oxy kim loại và carbon. Sự hóa rắn làm chậm quá trình lão hóa hàng tỷ năm.

Mặt trời của chúng ta và hàng tỷ ngôi sao giống như nó đang hướng đến một định mệnh kỳ lạ, lạnh lẽo.

Một nghiên cứu mới cho thấy rằng rất lâu sau khi ngôi sao đang sôi sục, sôi sục của chúng ta cạn kiệt nhiên liệu, nó sẽ từ từ hình thành một quả cầu pha lê siêu lạnh, chết chóc, có kích thước tương đương Trái đất, sẽ tồn tại như một bia mộ trong mờ gần với cõi vĩnh hằng .

Sau vài chục tỷ năm nữa, vũ trụ sẽ được tạo thành phần lớn từ những quả cầu pha lê dày đặc, ông cho biết, ông Dock-Emmanuel Tremblay, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Warwick ở Anh, Anh, người đứng đầu công trình xuất bản trong tuần này trên tạp chí Nature. Trong tương lai, những đối tượng này sẽ hoàn toàn chiếm ưu thế.

Để đi đến kết luận này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu được thu thập bởi kính viễn vọng Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu để phân tích màu sắc và độ sáng của 15.000 ngôi sao lùn trắng trong vòng 300 năm ánh sáng của Trái đất.

Sao lùn trắng là một trong những vật thể cổ xưa nhất trong vũ trụ và đại diện cho một trong những giai đoạn cuối đời của các ngôi sao như mặt trời.

Hiện tại, mặt trời của chúng ta đã đi được một nửa trong giai đoạn trình tự chính, điều đó có nghĩa là nó tạo ra năng lượng bằng cách nung chảy hydro thành helium trong lõi của nó.

Trong khoảng 5 tỷ đến 6 tỷ năm, nó sẽ hết hydro. Sau đó, lõi của nó sẽ co lại và phần còn lại của ngôi sao sẽ phồng lên thành một pha khổng lồ đỏ tương đối ngắn, sẽ kéo dài khoảng 500 triệu đến một tỷ năm trước khi nó co lại một lần nữa.

Sau sự co lại này, ngôi sao vẫn có thể tạo ra năng lượng bằng cách nung chảy heli để tạo ra carbon và oxy, theo ông Shimblay.

Tuy nhiên, hình thức tạo năng lượng này sẽ cháy nhanh chóng và sẽ chỉ tồn tại trong vài tỷ năm.

Khi quá trình đó kết thúc, mặt trời sẽ bước vào giai đoạn sao lùn trắng, về cơ bản là một ngôi sao đã nghỉ hưu được tạo thành chủ yếu từ oxy và khí carbon.

Sao lùn trắng bắt đầu cực kỳ nóng, nhưng chúng không còn tự tạo ra năng lượng. Và mặc dù ban đầu chúng tỏa ra đủ nhiệt để chúng ta có thể nhìn thấy chúng trong kính viễn vọng, chúng dần mất năng lượng trong hàng tỷ năm.

JJ giống như lấy than nóng ra khỏi lửa và để nó nguội dần vào ban đêm, JJ Hermes, một nhà thiên văn học tại Đại học Boston, người nghiên cứu về nghiên cứu cho biết.

Không thể quan sát trực tiếp cấu trúc tinh thể trong các ngôi sao lùn trắng, nhưng có thể thấy bằng chứng về quá trình kết tinh, các tác giả cho biết.

Nếu các ngôi sao không kết tinh, chúng sẽ nguội ở tốc độ ổn định, chuyển từ màu xanh sang màu cam sang màu đỏ và mất độ sáng dọc theo độ dốc mịn. Nhưng đó không phải là những gì dữ liệu Gaia cho thấy.

Thay vào đó, các tác giả đã tìm thấy một số lượng lớn các ngôi sao lùn trắng trong một khu vực màu sắc và độ sáng nhất định.

Sự chồng chất này, hay kẹt xe, trong dữ liệu cho thấy rằng tại cùng một điểm trong quá trình làm mát, các ngôi sao chỉ đơn giản là ngừng lạnh hơn.

Chúng tôi thấy họ ngồi đó hàng trăm triệu và thậm chí hàng tỷ năm, ông Hermes Hermes nói, khi họ nên làm mát với quy mô thời gian ngắn hơn nhiều.

Giải thích duy nhất cho điều này là những ngôi sao này có một nguồn năng lượng bổ sung, theo ông Shimblay.

Mặc dù ngôi sao không còn tạo ra năng lượng hạt nhân của riêng mình, nhưng hóa ra khi vật chất kết tinh từ chất lỏng thành chất rắn, nó sẽ giải phóng năng lượng.

Bạn có thể thấy điều này khi nước chuyển từ chất lỏng sang chất rắn trong tủ đông, Hermes giải thích. Nếu bạn theo dõi bằng nhiệt kế, bạn sẽ thấy rằng nhiệt độ của các ngăn nước ở mức 0 độ C một chút - thời gian chính xác mà các phân tử H20 đang sắp xếp lại vào cấu trúc tinh thể của băng.

Sau khi sắp xếp tinh thể, băng sẽ tiếp tục nguội ở tốc độ ổn định ít nhiều cho đến khi đạt đến nhiệt độ tương tự như môi trường trong tủ đông.

Điều tương tự đang xảy ra trong lõi của những ngôi sao lùn trắng này ngoại trừ trong khoảng thời gian dài hơn nhiều, các tác giả cho biết. Khi oxy và carbon trong ngôi sao kết tinh, chúng giải phóng nhiệt, khiến ngôi sao ngừng hoạt động trong khoảng 2 tỷ năm.

Nhiều nhà khoa học nghĩ rằng có khả năng các ngôi sao lùn trắng sẽ hình thành các tinh thể khi chúng nguội đi, nhưng có sự bất đồng về việc liệu năng lượng được giải phóng từ quá trình này có thể được phát hiện hay không, ông Shimblay nói.

Phát hiện mới cho thấy rằng không chỉ năng lượng có thể phát hiện được mà còn ở mức cao nhất trong các ước tính dự đoán của các nhà lý thuyết, ông nói.

Nhưng giống như nước trong tủ đông của bạn tiếp tục nguội sau khi nó giải phóng tất cả năng lượng tiềm ẩn của nó, các sao lùn trắng cuối cùng cũng tiếp tục làm mát.

Và khi quá trình hoàn tất, chúng trở thành thứ được gọi là sao lùn đen - những quả cầu pha lê lạnh không thể phát hiện được bằng kính viễn vọng của chúng ta vì chúng không phát ra năng lượng.

Có thể bạn quan tâm