Trong nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn học đều cho rằng số phận cuối cùng của Trái Đất là bị Mặt Trời khổng lồ đỏ nuốt chửng khi ngôi sao trung tâm của Hệ Mặt Trời kết thúc vòng đời. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới vừa công bố đã đưa ra một kịch bản bất ngờ hơn nhiều: Trái Đất có thể thực sự sống sót sau "cái chết" dữ dội của Mặt Trời.
Nghiên cứu mới mang lại hy vọng
Kết quả nghiên cứu được đăng trên tạp chí Astronomy & Astrophysics cho thấy, Trái Đất có khả năng thoát khỏi số phận bị thiêu rụi nếu một số điều kiện quan trọng trong quá trình tiến hóa của Mặt Trời diễn ra theo hướng thuận lợi. Theo tác giả chính của nghiên cứu, Mats Esseldeurs, nhà nghiên cứu thuộc Viện Thiên văn học của Đại học KU Leuven (Bỉ), những quan sát mới nhất về các ngôi sao có kích thước tương tự Mặt Trời đang mang lại hy vọng rằng Trái Đất có thể tránh được viễn cảnh bị nuốt chửng. Ông cho biết: "Các quan sát đối với những ngôi sao khổng lồ giống Mặt Trời hiện nay đang chỉ ra khả năng Trái Đất có thể sống sót".
Mặt Trời sẽ biến đổi ra sao trong 5 tỷ năm tới?
Các nhà khoa học từ nhiều quốc gia đã nghiên cứu giai đoạn cuối trong vòng đời của Mặt Trời, một sự kiện được dự đoán sẽ diễn ra sau khoảng 5 tỷ năm nữa. Khi nguồn hydro trong lõi dần cạn kiệt, Mặt Trời sẽ không còn đủ nhiên liệu để duy trì phản ứng nhiệt hạch như hiện nay. Điều này khiến lõi co lại trong khi các lớp bên ngoài giãn nở mạnh, làm kích thước của ngôi sao tăng lên hàng trăm lần so với hiện tại. Ở giai đoạn đầu, Mặt Trời sẽ trở thành một sao khổng lồ đỏ. Sau đó, nó tiếp tục phát triển thành một ngôi sao ở pha AGB (Asymptotic Giant Branch), giai đoạn còn lớn hơn và mất khối lượng rất nhanh.
Cuối cùng, sau khi lớp vật chất bên ngoài bị thổi bay vào không gian, phần lõi nóng còn sót lại sẽ trở thành sao lùn trắng, giống như một "than hồng vũ trụ" còn phát sáng sau khi ngôi sao kết thúc cuộc đời.
Kịch bản quen thuộc: Trái Đất bị Mặt Trời nuốt chửng
Theo giả thuyết phổ biến từ trước đến nay, khi Mặt Trời phình to thành sao khổng lồ đỏ, lực hấp dẫn và các tương tác thủy triều sẽ kéo Trái Đất tiến gần hơn. Trong quá trình này, các hành tinh ở gần Mặt Trời nhất gồm sao Thủy và sao Kim, gần như chắc chắn sẽ bị nuốt chửng. Nhiều mô hình trước đây cũng dự đoán Trái Đất sẽ chịu chung số phận khi rơi vào lớp khí nóng khổng lồ bao quanh Mặt Trời. Đó là lý do vì sao viễn cảnh Trái Đất bị thiêu rụi đã trở thành nhận định được chấp nhận rộng rãi trong giới khoa học suốt nhiều năm.
Một khả năng mới: Trái Đất có thể thoát khỏi "án tử"
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã phân tích lại các mô hình tiến hóa sao kết hợp với việc quan sát ngôi sao đang hấp hối mang tên L2 Puppis – một hệ sao được xem là hình ảnh tương lai có thể xảy ra với Mặt Trời. Kết quả cho thấy vẫn tồn tại một kịch bản khác. Trong quá trình già đi, Mặt Trời sẽ tạo ra các cơn gió sao rất mạnh, liên tục thổi vật chất ra ngoài không gian. Nếu tốc độ mất khối lượng diễn ra đủ nhanh, lực hấp dẫn của Mặt Trời sẽ suy yếu đáng kể. Khi đó, thay vì bị kéo vào gần, quỹ đạo của Trái Đất có thể dần mở rộng và dịch chuyển xa khỏi Mặt Trời. Điều này giúp hành tinh của chúng ta tránh được việc bị ngôi sao đang giãn nở nuốt chửng. Nói cách khác, Trái Đất có thể "chạy thoát" trước khi Mặt Trời đạt kích thước cực đại.
Theo nhóm nghiên cứu, số phận cuối cùng của Trái Đất được quyết định bởi sự cân bằng rất mong manh giữa hai yếu tố: Một mặt là lực thủy triều hấp dẫn có xu hướng kéo Trái Đất tiến gần Mặt Trời. Mặt khác là quá trình mất khối lượng của Mặt Trời khiến lực hấp dẫn giảm xuống, cho phép hành tinh dịch chuyển ra quỹ đạo xa hơn. "Nếu tương tác thủy triều chiếm ưu thế, Trái Đất sẽ bị nuốt chửng. Nhưng nếu quá trình mất khối lượng diễn ra mạnh hơn, Trái Đất sẽ thoát ra quỹ đạo rộng hơn", Esseldeurs giải thích.
Những hạn chế và tương lai xa
Hiện nay, các nhà khoa học vẫn chưa xác định chính xác tốc độ mất khối lượng của những ngôi sao già giống Mặt Trời. Vì vậy, nhóm nghiên cứu cho rằng cần có thêm nhiều quan sát thiên văn chính xác hơn trước khi có thể khẳng định chắc chắn điều gì sẽ xảy ra với hành tinh của chúng ta trong tương lai xa.
Dù giả thuyết mới mang lại hy vọng rằng Trái Đất có thể không bị Mặt Trời nuốt chửng, điều đó không đồng nghĩa với việc sự sống sẽ tồn tại. Ngay từ hàng tỷ năm trước khi bước vào giai đoạn sao khổng lồ đỏ, Mặt Trời sẽ ngày càng nóng hơn khi tiếp tục chuyển đổi hydro thành heli trong lõi. Nhiệt độ tăng dần sẽ khiến khí hậu Trái Đất trở nên khắc nghiệt, đại dương bốc hơi và điều kiện duy trì sự sống biến mất từ rất lâu trước khi Mặt Trời thực sự kết thúc vòng đời. Nói cách khác, dù hành tinh của chúng ta có thể vẫn tồn tại về mặt vật lý sau "ngày tận thế" của Hệ Mặt Trời, con người và hầu hết các dạng sống trên Trái Đất gần như chắc chắn sẽ không còn cơ hội chứng kiến khoảnh khắc đó.
