Sao lùn trắng có thể là xác chết của các ngôi sao, nhưng điều đó không có nghĩa là mọi thứ xung quanh chúng đều vô hồn.
Đó là kết luận của nhà nghiên cứu Caldon Whyte thuộc Viện Công nghệ Florida, người đặc biệt bị cuốn hút bởi những tàn tích của các ngôi sao này. Cho đến nay, các nhà khoa học nhìn chung vẫn nghĩ rằng các hành tinh quay quanh sao lùn trắng sẽ không phù hợp với sự sống vì nhiệt độ động giảm của ngôi sao mẹ đã chết của chúng khiến bầu khí quyển của chúng quá bất ổn.
Tuy nhiên, khi Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) ngày càng nghiên cứu các hệ sao lùn trắng, Whyte và các đồng nghiệp đã phát triển một mô hình có khả năng đánh giá liệu hai quá trình duy trì sự sống quan trọng có thể xảy ra trong phạm vi quỹ đạo xung quanh một sao lùn trắng đủ ôn đới để cho phép nước lỏng tồn tại hay không. Vùng xung quanh các ngôi sao này được gọi là vùng có thể ở được hoặc vùng Goldilocks, vì nó không quá nóng cũng không quá lạnh, giống như cháo của gấu trong câu chuyện nổi tiếng.
Mô hình do nhóm phát triển phát hiện ra rằng các sao lùn trắng có thể thúc đẩy cả hai quá trình cùng lúc, khiến các hành tinh giống Trái Đất có thể tồn tại xung quanh các sao lùn trắng.
Khám phá này có thể giúp mở rộng trọng tâm tìm kiếm sự sống ở những nơi khác trong vũ trụ, cho thấy rằng các hệ thống trước đây đã bị loại bỏ cần phải được xem xét lại.
Liên quan: Tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh
Vì các thiên thể sao ở giai đoạn cuối này không còn nguồn nhiên liệu nữa nên chúng sẽ dần nguội đi trong suốt thời gian tồn tại của mình, khiến nhiệt độ và năng lượng đầu ra của chúng không ổn định.
Do đó, các vùng Goldilocks xung quanh các sao lùn trắng liên tục thu hẹp lại, với khoảng cách mà nước lỏng có thể tồn tại mà không bị đóng băng trên các hành tinh quay quanh liên tục co lại xung quanh các ngôi sao chết này.
Whyte và các đồng nghiệp muốn biết liệu một hành tinh quay quanh một sao lùn trắng trong vùng có thể sinh sống được có thể duy trì các quá trình dường như quan trọng đối với sự sống trong khoảng thời gian bảy tỷ năm hay không, khoảng thời gian mà các nhà khoa học ước tính là thời gian sống tối đa của một hành tinh giống Trái Đất trong vùng này xung quanh một ngôi sao.
Mô hình của nhóm tập trung vào hai quá trình: quang hợp, quá trình mà thực vật sử dụng trên Trái Đất để chuyển đổi ánh sáng mặt trời, nước và carbon dioxide thành đường, và quá trình sinh học do tia cực tím (UV) thúc đẩy. Đây là ý tưởng cho rằng bức xạ UV có thể giúp sự sống phát sinh — một trong những lý thuyết được đưa ra để giải thích sự sống bén rễ trên Trái đất.
Mô hình mô phỏng một hành tinh giống Trái đất quay quanh một sao lùn trắng, cho phép nhóm nghiên cứu đo lượng năng lượng mà thế giới nhận được khi ngôi sao chết của nó nguội đi và vùng có thể sinh sống mà nó nằm trong đó co lại.
Điều đáng ngạc nhiên là, trong hơn bảy tỷ năm, hành tinh được mô phỏng đã nhận đủ năng lượng để duy trì cả quá trình quang hợp và quá trình sinh học do tia UV thúc đẩy.
"Điều đó không thực sự phổ biến ở hầu hết các ngôi sao", Whyte cho biết trong một tuyên bố. "Tất nhiên, một thứ gì đó giống như mặt trời có thể cung cấp đủ năng lượng, nhưng các sao lùn nâu và sao lùn đỏ nhỏ hơn mặt trời không thực sự cung cấp năng lượng trong tia cực tím và phạm vi quang hợp."
Các câu chuyện liên quan:
— Các sao lùn trắng phồng có thể làm sáng tỏ vật chất tối bí ẩn. Đây là cách thực hiện.
— Sao lùn trắng là những ngôi sao zombie 'kim loại nặng' liên tục ăn thịt các hệ hành tinh đã chết của chúng
— Sự sống sau khi sao chết? Sự sống có thể xuất hiện như thế nào trên các hành tinh quay quanh sao lùn trắng
Những phát hiện này có thể giúp các nhà khoa học quyết định nên tập trung kính thiên văn như JWST vào hệ thống nào khi loài người tiếp tục tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh trong vũ trụ. Đặc biệt, kết quả cho thấy các hệ thống sao lùn trắng có thể đáng để xem xét khi cuộc săn lùng này vẫn tiếp diễn.
"Chúng tôi đang trao cho họ sự tự tin rằng các hệ thống sao này đáng để đầu tư thời gian và tiền bạc", Whyte cho biết.
Kết quả của nhóm đã được công bố vào tháng 12 năm 2024 The Astrophysical Journal Letters.
Đó là kết luận của nhà nghiên cứu Caldon Whyte thuộc Viện Công nghệ Florida, người đặc biệt bị cuốn hút bởi những tàn tích của các ngôi sao này. Cho đến nay, các nhà khoa học nhìn chung vẫn nghĩ rằng các hành tinh quay quanh sao lùn trắng sẽ không phù hợp với sự sống vì nhiệt độ động giảm của ngôi sao mẹ đã chết của chúng khiến bầu khí quyển của chúng quá bất ổn.
Tuy nhiên, khi Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) ngày càng nghiên cứu các hệ sao lùn trắng, Whyte và các đồng nghiệp đã phát triển một mô hình có khả năng đánh giá liệu hai quá trình duy trì sự sống quan trọng có thể xảy ra trong phạm vi quỹ đạo xung quanh một sao lùn trắng đủ ôn đới để cho phép nước lỏng tồn tại hay không. Vùng xung quanh các ngôi sao này được gọi là vùng có thể ở được hoặc vùng Goldilocks, vì nó không quá nóng cũng không quá lạnh, giống như cháo của gấu trong câu chuyện nổi tiếng.
Mô hình do nhóm phát triển phát hiện ra rằng các sao lùn trắng có thể thúc đẩy cả hai quá trình cùng lúc, khiến các hành tinh giống Trái Đất có thể tồn tại xung quanh các sao lùn trắng.
Khám phá này có thể giúp mở rộng trọng tâm tìm kiếm sự sống ở những nơi khác trong vũ trụ, cho thấy rằng các hệ thống trước đây đã bị loại bỏ cần phải được xem xét lại.
Liên quan: Tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh
Mở rộng ranh giới của vùng Goldilocks
Các vùng có thể sinh sống được xung quanh các ngôi sao thường dễ xác định đối với các thiên thể như mặt trời và các ngôi sao khác thuộc dãy chính, có xu hướng có nhiệt độ khá ổn định trong thời gian dài. Trường hợp này không đúng với các sao lùn trắng, hình thành khi các ngôi sao như mặt trời hết nhiên liệu cho phản ứng tổng hợp hạt nhân, bong ra các lớp ngoài khi lõi của chúng sụp đổ và tạo thành một tàn lửa sao nguội dần.Vì các thiên thể sao ở giai đoạn cuối này không còn nguồn nhiên liệu nữa nên chúng sẽ dần nguội đi trong suốt thời gian tồn tại của mình, khiến nhiệt độ và năng lượng đầu ra của chúng không ổn định.
Do đó, các vùng Goldilocks xung quanh các sao lùn trắng liên tục thu hẹp lại, với khoảng cách mà nước lỏng có thể tồn tại mà không bị đóng băng trên các hành tinh quay quanh liên tục co lại xung quanh các ngôi sao chết này.
Whyte và các đồng nghiệp muốn biết liệu một hành tinh quay quanh một sao lùn trắng trong vùng có thể sinh sống được có thể duy trì các quá trình dường như quan trọng đối với sự sống trong khoảng thời gian bảy tỷ năm hay không, khoảng thời gian mà các nhà khoa học ước tính là thời gian sống tối đa của một hành tinh giống Trái Đất trong vùng này xung quanh một ngôi sao.
Mô hình của nhóm tập trung vào hai quá trình: quang hợp, quá trình mà thực vật sử dụng trên Trái Đất để chuyển đổi ánh sáng mặt trời, nước và carbon dioxide thành đường, và quá trình sinh học do tia cực tím (UV) thúc đẩy. Đây là ý tưởng cho rằng bức xạ UV có thể giúp sự sống phát sinh — một trong những lý thuyết được đưa ra để giải thích sự sống bén rễ trên Trái đất.
Mô hình mô phỏng một hành tinh giống Trái đất quay quanh một sao lùn trắng, cho phép nhóm nghiên cứu đo lượng năng lượng mà thế giới nhận được khi ngôi sao chết của nó nguội đi và vùng có thể sinh sống mà nó nằm trong đó co lại.
Điều đáng ngạc nhiên là, trong hơn bảy tỷ năm, hành tinh được mô phỏng đã nhận đủ năng lượng để duy trì cả quá trình quang hợp và quá trình sinh học do tia UV thúc đẩy.
"Điều đó không thực sự phổ biến ở hầu hết các ngôi sao", Whyte cho biết trong một tuyên bố. "Tất nhiên, một thứ gì đó giống như mặt trời có thể cung cấp đủ năng lượng, nhưng các sao lùn nâu và sao lùn đỏ nhỏ hơn mặt trời không thực sự cung cấp năng lượng trong tia cực tím và phạm vi quang hợp."
Các câu chuyện liên quan:
— Các sao lùn trắng phồng có thể làm sáng tỏ vật chất tối bí ẩn. Đây là cách thực hiện.
— Sao lùn trắng là những ngôi sao zombie 'kim loại nặng' liên tục ăn thịt các hệ hành tinh đã chết của chúng
— Sự sống sau khi sao chết? Sự sống có thể xuất hiện như thế nào trên các hành tinh quay quanh sao lùn trắng
Những phát hiện này có thể giúp các nhà khoa học quyết định nên tập trung kính thiên văn như JWST vào hệ thống nào khi loài người tiếp tục tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh trong vũ trụ. Đặc biệt, kết quả cho thấy các hệ thống sao lùn trắng có thể đáng để xem xét khi cuộc săn lùng này vẫn tiếp diễn.
"Chúng tôi đang trao cho họ sự tự tin rằng các hệ thống sao này đáng để đầu tư thời gian và tiền bạc", Whyte cho biết.
Kết quả của nhóm đã được công bố vào tháng 12 năm 2024 The Astrophysical Journal Letters.
