Theo nghiên cứu mới, một phần tư các ngôi sao giống Mặt trời ăn hành tinh của chính chúng.
Hệ mặt trời của chúng ta hiếm đến mức nào?
30 năm trước, các nhà khoa học đã phát hiện ngoài các hành tinh trong Hệ mặt trời của chúng ta, trong vũ trụ này còn có các hành tinh khác quay quanh ngôi sao của chúng. Những thể hệ tương tự như vậy là rất phổ biến tuy nhiên chúng có nhiều đặc điểm khác với Hệ Mặt trời mà chúng ta biết.
-
- Hệ Mặt trời mà chúng ta được biết có lịch sử tương đối êm đềm, do đó đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của sự sống ở trên Trái đất. (Ảnh minh họa: Pixabay)
Các hành tinh trong Hệ Mặt trời của chúng ta xoay quanh Mặt trời theo quỹ đạo hình như hình e-lip, và rất ổn định. Cho tới nay quỹ đạo vẫn không thay đổi nhiều kể từ khi các hành tinh này hình thành. Nhưng nhiều thể hệ hành tinh khác mà quay quanh các ngôi sao trong Thiên hà thường phải trải qua một quá khứ rất hỗn loạn.
Hệ Mặt trời mà chúng ta được biết có lịch sử tương đối êm đềm, do đó đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của sự sống ở trên Trái đất. Từ đó, chúng ta có thể thu hẹp mục tiêu tìm kiếm những thế giới có sự sống ngoài Hệ mặt trời dựa trên đặc điểm tương tự.
Các nhà thiên văn học quốc tế đã giải quyết vấn đề này trong nghiên cứu được công bố trên Nature Astronomy. Họ đã phát hiện ra có khoảng từ 20% đến 35% các ngôi sao giống Mặt trời “ăn” các hành tinh của chính chúng, với con số nhiều khả năng là 27%.
Điều này cho thấy ít nhất một phần tư các thể hệ hành tinh khác quay quanh các ngôi sao tương tự như trong Hệ mặt trời đã từng có một quá khứ rất hỗn loạn và nhiều biến động.
Lịch sử kỳ lạ và sao đôi
Các nhà thiên văn đã nhìn thấy một số hệ thống ngoại hành tinh trong đó các hành tinh lớn hoặc trung bình đã di chuyển xung quanh một cách đáng kể. Lực hấp dẫn của các hành tinh đang di cư này cũng có thể làm xáo trộn quỹ đạo của các hành tinh khác hoặc thậm chí đẩy chúng vào quỹ đạo mất ổn định.
Trong hầu hết các thể hệ hành tinh nhiều biến động này, có khả năng một số hành tinh đã rơi vào và hợp lại với ngôi sao chủ. Tuy nhiên, chúng tôi không biết các hệ thống hỗn loạn này có nhiều tới mức nào so với các thể hệ hành tinh “êm đềm” hơn như của chúng ta. Bởi vì Hệ mặt trời có kết cấu theo trật tự và quỹ đạo ổn định, do đó sự sống trên Trái đất có thể phát triển mạnh mẽ.
-
- Trong hầu hết các thể hệ hành tinh nhiều biến động này, có khả năng một số hành tinh đã rơi vào và hợp lại với ngôi sao chủ. (Ảnh minh họa: Pixabay)
Vấn đề này rất khó giải quyết bằng cách nghiên cứu trực tiếp các ngoại hành tinh này ngay cả khi có các công cụ thiên văn học hiện đại nhất. Thay vào đó, các nhà khoa học đã phân tích thành phần hóa học của các ngôi sao trong hệ nhị phân.
Hệ nhị phân được tạo thành từ hai ngôi sao quay quanh quỹ đạo của nhau. Hai ngôi sao thường được hình thành cùng một lúc từ cùng một loại khí, vì vậy các nhà khoa học cho rằng chúng phải chứa cùng một hỗn hợp các nguyên tố.
Tuy nhiên, nếu một hành tinh rơi vào một trong hai ngôi sao, nó sẽ bị hòa tan trong lớp vỏ ngoài của ngôi sao đó. Điều này có thể thay đổi thành phần hóa học của ngôi sao này, có nghĩa là chúng ta nhìn thấy nhiều nguyên tố hình thành các hành tinh đá, chẳng hạn như sắt có nhiều hơn những thành phần khác.
Dấu vết của hành tinh đá
Các nhà khoa học đã kiểm tra cấu trúc hóa học của 107 hệ nhị phân bao gồm các ngôi sao giống Mặt trời bằng cách phân tích quang phổ ánh sáng mà chúng tạo ra. Từ đó, họ xác định có bao nhiêu ngôi sao chứa nhiều vật chất hành tinh hơn ngôi sao đồng hành của chúng.
Các khoa học gia cũng tìm thấy ba điều bổ sung cho bằng chứng rõ ràng rằng sự khác biệt trong thành phần hóa học quan sát được giữa các cặp nhị phân là do chúng đã hợp làm một với các hành tinh khác.
Đầu tiên, họ phát hiện ra rằng những ngôi sao có lớp ngoài mỏng hơn có xác suất giàu nguyên tố sắt hơn bạn đồng hành của chúng. Điều này phù hợp với hiện tượng “nuốt “ hành tinh, vì khi chúng hợp làm một với các hành tinh khác thì vật chất trong lớp vỏ bên ngoài sẽ bị pha loãng trong một lớp mỏng hơn, nó sẽ tạo ra sự thay đổi lớn hơn đối với thành phần hóa học của lớp vỏ đó.
Thứ hai, các ngôi sao giàu nguyên tố sắt và các nguyên tố hành tinh đá khác cũng chứa nhiều lithium hơn các bạn đồng hành của chúng. Các nguyên tố Lithium nhanh chóng bị tan rã trong các ngôi sao, trong khi nó được bảo tồn trong các hành tinh khác. Vì vậy, việc mật độ nguyên tố Lithium cao bất thường trong một ngôi sao phải đến sau khi ngôi sao hình thành, điều này phù hợp với ý tưởng rằng Lithium là một hành tinh độc lập cho đến khi nó bị ngôi sao “ăn” mất.
Thứ ba, những ngôi sao chứa nhiều sắt hơn bạn đồng hành của chúng cũng chứa nhiều hơn những ngôi sao tương tự trong Thiên hà. Tuy nhiên, các ngôi sao giống nhau có lượng carbon đa dạng, vì đây là một nguyên tố dễ bay hơi cho nên nó sẽ không tồn tại trong đá. Do đó, những ngôi sao này đã được làm giàu hóa học bằng đá, từ các hành tinh hoặc vật chất khác có trong hành tinh.
Cuộc tìm kiếm Trái Đất thứ 2
Những kết quả này mở đầu cho một bước đột phá mới trong lĩnh vực nghiên cứu vật lý sao thiên văn và khám phá ngoại hành tinh. Các khoa học gia không chỉ phát hiện ra rằng việc các ngôi sao giống Mặt trời “nuốt” các hành tinh khác có thể làm thay đổi thành phần hóa học bên trong chúng, mà còn phát hiện ra rằng thể hệ hành tinh của chúng có nhiều biến động trong lịch sử, không giống như hệ Mặt trời của chúng ta.
Cuối cùng, nghiên cứu của họ mở ra một khả năng phân tích hóa học để xác định các ngôi sao có nhiều khả năng chứa các chất tương tự giống như trong Hệ mặt trời bình lặng của chúng ta.
Có hàng triệu ngôi sao tương đối gần giống với Mặt trời. Nếu không có phương pháp xác định các mục tiêu hứa hẹn nhất, việc tìm kiếm Trái đất thứ sẽ giống như mò kim đáy bể.
Ngọc Mai
