Mặt Trời là điều thực sự tốt đẹp đối với chúng ta cũng như với Trái Đất suốt hơn 1 tỷ năm qua hay còn hơn thế. Tất nhiên đôi khi chúng ta vẫn phải trải qua những trận bão Mặt Trời hay sự biến thiên nhiệt độ. Nhưng, một cách tổng quát, chúng ta có một ngôi sao mẹ tuyệt vời. Điều đó hoàn toàn khác với những hành tinh kém may mắn quanh sao Kronos (HD 240430), cách chúng ta khoảng 350 năm ánh sáng.
Ngày 15 tháng 9, một nhóm các nhà thiên văn tại Princeton đã đăng một bài báo trên arXiv.org trong đó nêu ra rằng ngôi sao có tên là Kronos đã nuốt chủng hơn 10 hành tinh gần nó nhất trong thời gian sống 4 tỷ năm qua của nó. Tuy vậy, sao đồng hành của nó là Krios (HD 240429) thì lại không làm việc đó với các hành tinh rắn của mình.
Trưởng nhóm tác giả của nghiên cứu là Semyeong Oh giải thích trong một họp báo rằng Kronos - được đặt tên theo một trong các Titan, người đã nuốt hết các con của mình trong thần thoại Hy Lạp - là ví dụ rõ ràng nhất từng có về việc một sao như Mặt Trời tiêu hủy các hành tinh của chính nó. Và "vì Kronos có một sao đồng hành để so sánh nên trường hợp này càng rõ ràng hơn," bà nói.
Ban đầu, Oh và nhóm của bà không cố gắng tìm một sao như vậy. Thay vào đó, họ đã sử dụng dữ liệu từ tàu không gian Gaia của ESA để xác định những cặp/nhóm sao đồng hành hình thành từ cùng vật liệu vào cùng thời điểm. Khi họ giới thiệu nghiên cứu của mình, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ ở Đại học Yale là John Brewer đã đề nghị họ kết hợp dữ liệu với ông.
"John gợi ý rằng có lẽ chúng tôi có thể kết hợp danh mục sao đồng hành của tôi với danh mục về sự đa dạng hóa học của ông ấy, vì có một câu hỏi đáng chú ý là liệu các sao này có cùng thành phần cấu tạo hay không," Oh nói. Nhờ kết hợp này họ đã phát hiện ra rằng Kronos và Krios có thành phần hóa học rất khác nhau.
Cả hai sao đều có chứa nhiều nguyên tố dễ bay hơi - những thứ thường được thấy ở thể khí, nhưng Kronos có nhiều hơn các khoáng chất tạo thành đá như sắt, nhôm, silic và magie. Theo Oh, hầu hết các sao giàu kim loại như Kronos đều có tất cả những nguyên tố khác ở cùng mức tương tự nhau. Nhưng ở Kronos có quá nhiều kim loại, rất khác thường so với thành phần của các sao thông thường.
Sau khi xác định cẩn thận dữ liệu, nhóm nghiên cứu phát hiện ra thứ gây ra sự khác biệt về thành phần giữa Kronos và Krios. Liệu hai sao có tạo thành các đĩa hành tinh vào những thời điểm khác nhau? Có lẽ hai sao này không phải luôn đồng hành? Oh đã tính toán và loại bỏ được khả năng này.
Oh phát hiện ra rằng Kronos bị thiếu tất cả những nguyên tố có dạng rắn khi ở nhiệt độ dưới 1.700 độ F (926,7 độ C) trong khi nó lại rất giàu những nguyên tố có dạng rắn khi ở cao hơn nhiệt độ đó.
"Tất cả các nguyên tố tạo thành một hành tinh đá đều có ở Kronos, trong khi các nguyên tố dễ bay hơi thì ít hơn," Oh nói. "Điều đó dẫn tới một lập luận mạnh mẽ về kịch bản hành tinh bị nhấn chìm vào sao." Để có thể giàu kim loại và thiếu các chất bay hơi như thế, Oh và nhóm nghiên cứu tính ra rằng Kronos đã phải nuốt lấy khoảng 15 hành tinh cỡ Trái Đất.
Adrian Price-Whelan, một tác giả của nghiên cứu, giải thích rằng việc nuốt các hành tinh khí khổng lồ không thể đưa ra kết quả tương tự, ngay cả khi những hành tinh đó có lõi rắn. Ông cho biết: "Nếu bạn có thể nắm lấy Sao Mộc và ném nó vào một ngôi sao, Sao Mộc cũng có một lớp vỏ khí khổng lồ, do đó bạn sẽ đồng thời thêm cả carbon, nitơ vào ngôi sao. Thay vào đó, bạn cần nuôi Kronos bằng những hành tinh nhỏ hơn để có được thành phần như vậy."
Mặc dù quá trình chính xác xảy ra khi Kronos nuốt các hành tinh của nó chưa được biết rõ, Oh và các đồng nghiệp đã đưa ra một số giả thuyết. Giả thuyết chính là Kronos và Krios từng bay qua rất gần một ngôi sao khác, làm kéo giãn quỹ đạo các hành tinh ngoài của Kronos. Việc này khiến các hành tinh ngoài di chuyển xuyên qua vùng trong của hệ và đẩy các hành tinh đá ở trong vào quỹ đạo xoắn về phía Kronos. Tuy nhiên, lý thuyết của họ đòi hỏi giải thích việc Krios bằng cách nào đó tránh được kịch bản tương tự. Nhưng nếu xét tới thực tế rằng hai sao đồng hành này xa nhau tới mức chu kỳ quỹ đạo của chúng quanh nhau kéo dài tới 10.000 năm thì việc đó là hoàn toàn có thể.
Với những kết quả đã có, nhóm nghiên cứu tin rằng việc nghiên cứu hệ Kronos-Krios trong tương lai là cần thiết để hiểu hơn hình thành và tiến hóa của các hệ mặt trời (*).
Tuấn Phong
Theo Astronomy
(*) Thuật ngữ "Hệ Mặt Trời" cần phải viết hoa các chữ cái đầu khi chỉ hệ hành tinh của chúng ta (trong trường hợp đó nó là tên riêng). Đôi khi, các nhà thiên văn dùng "hệ mặt trời" để chỉ các hệ hành tinh tương tự như Hệ Mặt Trời của chúng ta. Trong trường hợp đó, "hệ mặt trời" không viết hoa để thể hiện tính chất là một danh từ chung.
