Giống như một con bướm, ngôi sao lùn trắng bắt đầu cuộc đời của nó bởi sự thổi tung ra một cái kén vây kín tiền thân của nó. Cái kén trên, tinh vân hành tinh tên gọi NGC 2440, chứa một trong những ngôi sao lùn trắng nóng nhất từng được biết tới. Ngôi sao lùn trắng có thể nhìn thấy dưới dạng chấm sáng ở gần giữa bức ảnh. (Ảnh: H Bond (STSci), R Ciardullo (PSU), WFPC2, HST, NASA)
Mờ nhạt, đậm đặc và đang hấp hối, những ngôi sao lùn trắng thoạt trông không có vẻ gì là nơi để tìm kiếm người anh em của Trái đất. Nhưng một nhà thiên văn ở Mĩ cho biết những hành tinh đang quay xung quanh những ngôi sao như vậy có thể dung dưỡng sự sống trong hàng tỉ năm trời. Ngoài ra, sao lùn trắng lại đông đúc như các ngôi sao kiểu Mặt trời mà những tìm kiếm sự sống ngoài địa cầu hiện nay đang hướng tới, cho nên kết quả này bổ sung thêm hàng tỉ nơi có tiềm năng sự sống cho mỗi thiên hà.
“Tôi vừa mới nghĩ tới thôi, ‘Đâu là phương pháp đơn giản để phát hiện ra một hành tinh kiểu Trái đất chứ?’, phát biểu của Eric Agol tại trường Đại học Washington ở Seattle. Ông lưu ý rằng việc tìm kiếm những hành tinh nhỏ cỡ Trái đất thường rất khó khăn vì nó đòi hỏi một chiếc kính thiên văn vũ trụ đắt tiền. “Đó là cái khiến tôi đến với các sao lùn trắng”.
Thông thường, sao lùn trắng có kích cỡ nhỏ. Mặc dù một sao lùn trắng tiêu biểu có 60% khối lượng của Mặt trời, nhưng đường kính của nó chỉ hơi lớn hơn Trái đất một chút. Do đó, một hành tinh cỡ Trái đất có thể che khuất hầu như toàn bộ ánh sáng của ngôi sao, cho nên một chiếc kính thiên văn mặt đất cỡ 1m mới có thể phát hiện ra sự có mặt của hành tinh như vậy.
Con đẻ của những sao kềnh đỏ
Sao lùn trắng hình thành từ những ngôi sao giống như Mặt trời, lõi của chúng sử dụng phản ứng hạt nhân để biến đổi hydrogen thành helium. Khi lõi sao đã có đầy helium, thì ngôi sao sẽ bắt đầu đốt chát hydrogen bên ngoài lõi, làm cho ngôi sao nở ra và bề mặt của nó nguội đi và chuyển sang màu đỏ, cho đến khi ngôi sao trở thành một sao kềnh đỏ. Sau đó, ngôi sao kềnh đỏ sẽ tống bỏ khí quyển bên ngoài của nó, để lộ ra cái lõi nóng bỏng của nó.
Cái lõi nóng đó là một ngôi sao lùn trắng, nó bắt đầu cuộc sống ở nhiệt độ trên 100.000 K. Nó tỏa sáng không phải do các phản ứng hạt nhân nữa, mà do nhiệt còn sót lại của nó. Khi ngôi sao lùn trắng phát xạ ánh sáng vào trong không gian, thì ngôi sao nguội đi và mờ dần.
Agol cho biết những ngôi sao lùn trắng có triển vọng nhất cho các hành tinh thích hợp với sự sống có nhiệt độ bề mặt từ 3000 đến 9000 K – có thể sánh với nhiệt độ của Mặt trời là 5780 K. Những ngôi sao lùn trắng như vậy chỉ mờ đi dần dần, cho nên chúng có thể cấp dưỡng cho một hành tinh đang quay xung quanh đó bầu nhiệt độ êm dịu. “Nếu bạn ở trên bề mặt của hành tinh đó, thì ngôi sao của bạn sẽ trông cùng kích cỡ góc và cùng màu sắc như Mặt trời”, Agol nói.
Vùng ở được
Những ngôi sao lùn trắng này phát ra 1/10.000 ánh sáng của Mặt trời, cho nên một hành tinh có nhiệt độ địa cầu phải cách xa ngôi sao ở cự li 1/100 khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời. Thật không may, một ngôi sao kềnh đỏ sẽ nuốt chửng một hành tinh ở gần như vậy, nhưng Agol cho biết một hành tinh có thể bị đánh bật đến gần một ngôi sao lùn trắng do sức hấp dẫn của một hành tinh khác – hoặc thậm chí nó hình thành ở đó nếu như có chất khí vây tròn xung quanh ngôi sao lùn trắng sao sự ra đời của nó.
Một hành tinh thích hợp với sự sống sẽ che khuất ngôi sao của nó trong khoảng hai phút, Agol cho biết. Ông tính được rằng một ngôi sao lùn trắng có khối lượng 60% Mặt trời có khả năng có những hành tinh ở được quay tròn mỗi vòng mất 4 đến 32 giờ đồng hồ. Ở những chu kì quỹ đạo nhỏ hơn, hành tinh ở quá gần ngôi sao cho nên lực thủy triều của ngôi sao xé toạc hành tinh ra; ở những chu kì dài hơn, thì hành tinh ở quá xa ngôi sao và nó quá lạnh.
Cho dù chu kì quỹ đạo là bao nhiêu, thì một hành tinh ở được quay xung quanh một sao lùn trắng sẽ có một phía ban ngày vĩnh cửu – nơi sự sống có thể tồn tại – và một phía ban đêm vĩnh cửu. Đó là vì lực thủy triều từ ngôi sao mẹ sẽ khóa chặn hành tinh sao cho cùng một phía luôn hướng mặt về phía ngôi sao, giống hệt như tình trạng của Mặt trăng đối với Trái đất chúng ta/
Không sợ thiếu sao lùn trắng
Khoảng 5% số ngôi sao là sao lùn trắng. Chúng quá phổ biến nên hai thành viên trong số chúng – Sirius B và Procyon B – cư trú cách Mặt trời có một tá năm ánh sáng mà thôi. Xác suất để một hành tinh ở trong vùng ở được che khuất ngôi sao của nó khi nhìn từ Trái đất là khoảng 1%. Có chừng 15.000 sao lùn trắng nằm trong cự li 300 năm ánh sáng xung quanh chúng ta, cho n: hành tinh đó bắt đầu là nóng”, ông nói, vì ngôi sao nóng, và nhiệt có thể làm bay hơi toàn bộ nước của hành tinh. “Mặt khác, Trái đất lúc khởi nguyên cũng nóng vậy”. Nước có thể đi tới bề mặt của hành tinh lùn trắng qua những vụ va chạm với sao chổi và phun trào núi lửa.
Bài báo của Agol sẽ đăng trên tạp chí The Astrophysical Journal: Letters.
Nguồn: physicsworld.com
