Hành tinh cách 1.800 năm ánh sáng ẩn chứa bí mật về tương lai Trái Đất sau 5 tỷ năm

Nằm ở khoảng cách 1.800 năm ánh sáng, hành tinh có kích thước tương đương sao Hải Vương, quay quanh một ngôi sao đỏ rực, có thể cho chúng ta biết về số phận của Trái Đất trong hàng tỷ năm tới.

Hành tinh này, tên là Phoenix, chỉ cách ngôi sao của nó 8 triệu km, gần hơn quỹ đạo của sao Thủy quanh Mặt Trời 6 lần. Ở khoảng cách này, nó lẽ ra phải là một hành tinh đá khô cằn, nhưng bằng cách nào đó, nó vẫn có ánh sáng và bầu khí quyển dù bị phình lên bởi nhiệt độ từ ngôi sao chủ.

Phoenix đã thay đổi nhận thức của chúng ta về những gì sẽ xảy ra với bầu khí quyển của các hành tinh khi các ngôi sao như Mặt Trời già đi và mở rộng.

Nhà thiên văn học Sam Grunblatt từ Đại học Johns Hopkins cùng các đồng nghiệp đã công bố nghiên cứu này trên tạp chí The Astronomical Journal.

Grunblatt và các đồng nghiệp của ông đã kết hợp dữ liệu từ Đài quan sát TESS và Keck để nghiên cứu hành tinh này. Theo đó, đây là một hành tinh nhẹ với lớp khí dày nhưng vẫn đủ mỏng để ánh sáng mặt trời xuyên qua.

Thường thì, một hành tinh sát ngôi sao chủ của nó như vậy sẽ mất đi khí quyển. Điều này đặc biệt đúng với một thế giới như Phoenix - nơi khí quyển nóng và phồng lên ở độ cao lớn, do đó các nguyên tử di chuyển nhanh hơn và xa hơn khỏi lực hấp dẫn của hành tinh. Tuy nhiên, bằng cách nào đó, khí quyển của hành tinh này vẫn tồn tại.

Hiểu được cách Phoenix giữ được khí quyền của nó có thể hé lộ manh mối về điều sẽ xảy ra với hành tinh của chúng ta trong 5 - 7 tỷ năm nữa khi Mặt trời trở thành quả cầu đỏ khổng lồ như ngôi sao của Phoenix.

Các hành tinh gần những ngôi sao đỏ khổng lồ như ngôi sao của Phoenix có lẽ có một khoảng thời gian dễ dàng hơn để giữ lại khí quyền của mình so với các hành tinh ở xa hơn một chút quay quanh các ngôi sao nhỏ hơn và mờ hơn gọi là sao lùn đỏ. Đó là bởi các sao lùn đỏ thường trẻ hơn và có xu hướng bùng nổ bức xạ năng lượng cao như tia cực tím và tia X, xóa sổ lớp khí trên những hành tinh gần đó. Tuy nhiên, những ngôi sao đỏ khổng lồ như ngôi sao của Phoenix già hơn và “bình tĩnh” hơn nhiều.

Grunblatt cho biết có thể Phoenix đã nóng lên và phồng lên cùng với ngôi sao của nó.

'Trong 5 - 10% thời gian còn lại của một ngôi sao, khi nó phát triển thành khối cầu đỏ khổng lồ, việc tăng bức xạ có thể làm nóng hành tinh và khiến khí quyền của nó mở rộng như chúng ta thấy ngày nay', Grunblatt nói.

Nếu Grunblatt và các đồng nghiệp đã đúng thì câu chuyện của Phoenix có thể tiết lộ cho chúng ta vài điều về tương lai Trái Đất.

Trong 5 tỷ năm nữa, Mặt trời sẽ đốt cháy tất cả hydro trong lõi thành heli. Vào lúc phản ứng nhiệt hạch của hydro dừng lại, các lớp bên trong của ngôi sao này sẽ sụp vào bên trong, tạo nên phản ứng tổng hợp heli trong lõi Mặt trời, nhưng đồng thời, nó cũng bắt đầu đốt nóng lớp hydro bên ngoài lõi. Nhiệt mà nó tạo ra khiến các lớp ngoài cùng của Mặt trời phồng lên giống như một quả bóng đỏ khổng lồ đang bốc cháy.

Các nhà vật lý thiên văn khá chắc chắn về những gì sẽ xảy ra tiếp theo: Khi bề mặt mở rộng của Mặt trời tiến gần Trái Đất hơn, bức xạ sẽ xóa sổ bầu khí quyển duy trì sự sống của hành tinh chúng ta. Không lâu sau đó, nó sẽ nuốt chửng Trái Đất.

Nhờ Phoenix, có một tia hy vọng mong manh cho chúng ta.

'Những gì Phoenix đang cho chúng ta thấy là bầu khí quyển thực sự bền vững hơn trong quá trình này so với những gì chúng ta nghĩ. Điều đó có nghĩa là Trái Đất thực sự có thể duy trì bầu khí quyển cho tới khi quá trình nuốt chửng của Mặt trời bắt đầu', Grunblatt nói.

Dù sự sống còn tồn tại trên Trái Đất trong 5 tỷ năm nữa hay không thì số phận của nó vẫn không thay đổi. Đó cũng là những gì Phoenix trải qua trong 100 triệu năm nữa, khi ngôi sao chủ mở rộng đủ xa để nuốt chửng bầu khí quyển và tất cả mọi thứ của nó.