Nhà thiên văn chứng kiến một ngôi sao nuốt chửng một hành tinh gần đó lần đầu tiên.

Một trong những hiện tượng thú vị nhất mà các nhà thiên văn học đã nghiên cứu trong nhiều năm là các ngôi sao tiêu thụ các hành tinh khi chúng hết nhiên liệu. Khi một ngôi sao sắp kết thúc vòng đời của nó, nó sẽ mở rộng gấp hàng triệu lần kích thước ban đầu của nó, nuốt chửng mọi vật chất – kể cả các hành tinh – đi trên đường đi của nó.

Giờ đây, các nhà thiên văn học lần đầu tiên quan sát thấy hiện tượng này. Một nghiên cứu về hiện tượng này đã được công bố trên thiên nhiên bởi các nhà nghiên cứu từ MIT, Đại học Harvard, Caltech và các tổ chức khác.

Bữa trưa của hành tinh đang diễn ra

Trong chòm sao Aquila, ngôi sao nằm cách Trái đất khoảng 12.000 năm ánh sáng trở nên sáng hơn 100 lần chỉ trong 10 ngày, trước khi nhanh chóng mờ đi. Các nhà khoa học tin rằng vụ nổ này là do một ngôi sao nhấn chìm một hành tinh gần đó. Đây sẽ là lần đầu tiên một ngôi sao ăn hành tinh được quan sát trực tiếp.

“Trong nhiều thập kỷ, chúng ta có thể nhìn thấy trước và sau,” tác giả chính Kishalay De, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Nghiên cứu Vật lý Thiên văn và Vũ trụ Kavli của MIT, người đã chứng kiến ​​sự kiện này, cho biết.

“Trước đây, khi các hành tinh vẫn quay quanh rất gần ngôi sao của chúng, và sau đó, khi một hành tinh bị nuốt chửng, và ngôi sao là một người khổng lồ. Những gì chúng tôi đang thiếu là nắm bắt các ngôi sao đang hoạt động, nơi bạn có các hành tinh chịu số phận này trong thời gian thực. Đó là những gì làm cho khám phá này rất thú vị.”

Các nhà nghiên cứu tin rằng hành tinh bị phá hủy có khả năng là một hành tinh nóng cỡ sao Mộc đã bị kéo vào bầu khí quyển của ngôi sao và sau đó là lõi của nó.

De nói: “Chúng tôi đang xem xét giai đoạn cuối cùng của quá trình nuốt. “Một đêm nọ, tôi nhìn thấy một ngôi sao tỏa sáng gấp 100 lần trong một tuần, không biết từ đâu. Nó không giống bất kỳ vụ nổ hình sao nào mà tôi từng thấy trong đời.”

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra sự kiện này vào tháng 5 năm 2020, nhưng phải mất một năm nữa các nhà thiên văn học mới có thể ghép lại những gì có thể xảy ra. Đầu tiên, họ quan sát ngôi sao bằng Cơ sở thoáng qua Zwicky (ZTF), quét bầu trời để tìm những ngôi sao thay đổi độ sáng nhanh chóng, tìm kiếm dấu hiệu bùng nổ trong các nhị phân sao.

Sau đó, De xem xét các quan sát về cùng một ngôi sao do Đài quan sát Keck ở Hawaii thực hiện. Kính viễn vọng Keck thực hiện các phép đo quang phổ của ánh sáng sao, mà các nhà khoa học có thể sử dụng để phân biệt thành phần hóa học của ngôi sao.

Nhưng những gì De tìm thấy càng khiến anh bối rối hơn. Trong khi hầu hết các hệ nhị phân phát ra các vật liệu sao như hydro và heli, thì nguồn mới không phát ra cả hai. Thay vào đó, De nhìn thấy dấu hiệu của “các phân tử lạ” chỉ có thể tồn tại ở nhiệt độ cực lạnh.

De nói: “Những phân tử này chỉ được nhìn thấy ở những ngôi sao rất lạnh. “Và khi các ngôi sao tỏa sáng, chúng thường nóng hơn. Vì vậy, nhiệt độ thấp và các ngôi sao sáng không đi cùng nhau.”

Khoảng một năm sau phát hiện ban đầu, De và các đồng nghiệp của ông đã phân tích các quan sát về cùng một ngôi sao, lần này được chụp bằng camera hồng ngoại tại Đài quan sát Palomar. Các nhà thiên văn học có thể nhìn thấy tín hiệu của vật chất mát hơn trong dải hồng ngoại, trái ngược với sự phát xạ quang học nóng trắng phát sinh từ các nhị phân và các sự kiện sao cực đoan khác.

“Dữ liệu hồng ngoại khiến tôi ngã khỏi ghế,” De nói. “Nguồn rất sáng ở vùng cận hồng ngoại.”

Có vẻ như ngôi sao tiếp tục phát ra năng lượng mát hơn vào năm sau sau đợt nóng ban đầu của nó. Vật liệu lạnh có khả năng là khí từ một ngôi sao bắn ra ngoài không gian và ngưng tụ thành bụi, đủ mát để có thể phát hiện ở bước sóng hồng ngoại. Những dữ liệu này cho thấy ngôi sao có thể đã hợp nhất với một ngôi sao khác thay vì sáng lên do vụ nổ siêu tân tinh.

Khi nhóm phân tích dữ liệu và ghép nối dữ liệu với các phép đo được thực hiện bởi kính viễn vọng không gian hồng ngoại NEOWISE của NASA, họ đã đạt được một nhận thức thậm chí còn thú vị hơn. Từ dữ liệu được tổng hợp, họ ước tính lượng năng lượng do ngôi sao giải phóng kể từ vụ nổ ban đầu và thấy rằng nó rất nhỏ. Nó bằng khoảng 1/1.000 độ lớn của bất kỳ sự hợp nhất sao nào được quan sát thấy trong quá khứ.

“Điều này có nghĩa là bất cứ thứ gì đang hợp nhất với ngôi sao đó phải nhỏ hơn 1.000 lần so với bất kỳ ngôi sao nào khác mà chúng tôi từng thấy,” De nói. “Và thật là một sự trùng hợp thú vị khi khối lượng của Sao Mộc bằng khoảng 1/1.000 khối lượng của mặt trời. Đó là lúc chúng tôi nhận ra: Đây là một hành tinh, đang đâm vào ngôi sao của nó.”

Một số phận tương tự được cho là sẽ xảy ra với Trái đất trong khoảng 5 tỷ năm nữa khi Mặt trời bắt đầu đốt cháy và ăn mòn các hành tinh bên trong.

“Nếu một số nền văn minh khác đang quan sát chúng ta từ cách xa 10.000 năm ánh sáng khi mặt trời nhấn chìm Trái đất, họ sẽ thấy mặt trời đột nhiên tỏa sáng khi nó phóng ra một số vật chất, sau đó tạo thành bụi xung quanh nó, trước khi trở lại trạng thái ban đầu,” De nói.