Các nhà khoa học có vẻ như đã lần đầu tiên quan sát được việc một ngôi sao phá hủy một hành tinh gần nó. Các quan sát từ Đài quan sát tia X Chandra của NASA cho thấy một ngôi sao đang trong quá trình nuốt các mảnh vụ của một hành tinh của chính nó.
Từ năm 1937, các nhà thiên văn đã thấy khó hiểu với sự biến đổi kỳ lạ của một sao trẻ có tên là RW Aur A nằm cách Trái Đất khoảng 450 năm ánh sáng. Cứ mỗi vài thập kỷ, ánh sáng quang học phát ra từ ngôi sao này lại mờ đi trước khi sáng lên trở lại. Trong những năm gần đây, các nhà thiên văn học đã quan sát thấy sự mờ đi của ngôi sao diễn ra thường xuyên hơn và kéo dài hơn.
Sử dụng Chandra, một nhóm các nhà khoa học đã phát hiện ra nguyên nhân của sự mờ đi gần đây nhất. Đó là sự va chạm của hai thiên thể dạng hành tinh sơ khai với ít nhất một trong số đó có kích thước đủ lớn để được coi là một hành tinh. Kết quả là những mảnh vụn của các thiên thể này rơi vào ngôi sao, tạo nên một lớp khí và bụi dày ngăn cản tạm thời ánh sáng từ ngôi sao tới với chúng ta.
"Các mô phỏng máy tính từ lâu đã dự đoán rằng các hành tinh có thể rơi vào sao trẻ, nhưng chúng ta chưa từng quan sát thấy điều đó trước đây," theo Hans Moritz Guenther - nhà nghiên cứu ở Viện Vật lý thiên văn và không gian Kavli thuộc MIT, tác giả chính của nghiên cứu. "Nếu việc phân tích dữ liệu của chúng tôi là chính xác, đây sẽ là lần đầu tiên chúng tôi trực tiếp quan sát được một sao đang nuốt một hoặc nhiều hành tinh."
Những lần mờ đi trước đây của ngôi sao này được gây ra bởi va chạm giữa hai thiên thể dạng hành tinh hoặc của những mảnh vỡ lớn do các va chạm trong quá khứ.
RW Aur A nằm trong khu vực được gọi là Những đám mây tối Taurus-Auriga, nơi có chứa những vùng tạo sao với hàng nghìn sao sơ sinh. Những sao rất trẻ - khác với Mặt Trời đã trưởng thành của chúng ta - vẫn còn được bao quanh bởi đĩa khí quay nhanh cùng các đám vật chất với kích thước trải dài từ những hạt bụi nhỏ đến những viên sỏi, hay thậm chí cả kích thước của những hành tinh sơ khai. Đĩa này thường tồn tại trong khoảng 5 đến 10 triệu năm.
RW Aur A được ước tính là mới vài triệu tuổi, và vẫn còn bao quanh bởi đĩa khí và bụi. Ngôi sao này cùng sao đồng hành của nó là RW Aur B đều có khối lượng tương đương Mặt Trời.
Sự mờ đi của RW Aur A xảy ra cứ vài thập kỷ một lần thường kéo dài khoảng 1 tháng. Năm 2011, việc này đã thay đổi. Ngôi sao này lại mờ đi, nhưng kéo dài tới 6 tháng. Cuối cùng nó cũng sáng trở lại, nhưng rồi lại mờ đi vào giữa năm 2014. Vào tháng 11 năm 2016, ngôi sao trở lại độ sáng trọn vẹn của nó và lại mờ đi vào tháng 1 năm 2017.
Chandra đã được sử dụng để quan sát ngôi sao này trong giai đoạn sáng năm 2013 và giai đoạn mờ đi trong năm 2015 và 2017 - khi mà sự giảm cường độ tia X cũng được quan sát thấy.
Vì tia X tới từ lớp khí quyển ngoài rất nóng của ngôi sao, những thay đổi của nó trong quang phổ thu được ở ba lần quan sát nêu trên được sử dụng để thăm dò mật độ và thành phần của vật chất hấp thụ nó quanh ngôi sao.
Nhóm nghiên cứu thấy rằng sự giảm ở cả bước sóng quang học và tia X được gây ra bởi khí đậm đặc ngăn cản ánh sáng phát ra từ ngôi sao. Quan sát trong năm 2017 đã cho thấy sự phát xạ mạnh của các nguyên tử sắt, qua đó chỉ ra rằng đĩa vật chất có chứa lượng sắt nhiều hơn so với quan sát vào giai đoạn sáng năm 2013 ít nhất là 10%.
Guenther và các đồng nghiệp gợi ý rằng sự bổ sung sắt này có được khi hai thiên thể nhỏ dạng hành tinh, hay có thể là hai hành tinh sơ sinh, va chạm với nhau. Nếu một hoặc cả hai thiên thể này có một phần đáng kể là sắt, cú va chạm có thể giải phóng ra một lượng sắt lớn vào đĩa vật chất và khi vật chất rơi vào ngôi sao, chúng che bớt ánh sáng của sao.
Một cách giải thích ít được ưa chuộng hơn là những hạt sát nhỏ bị giữ lại trong đĩa. Nếu như cấu trúc của đĩa thay đổi đột ngột, chẳng hạn như do sao đồng hành đi qua đủ gần, các lực triều có thể khiến các hạt này thoát khỏi đĩa và rơi vào ngôi sao.
Các nhà khoa học hi vọng sẽ có thêm nhiều quan sát về ngôi sao này trong tương lai để xem liệu lượng sắt bao quanh nó có thay đổi hay không và qua đó có thể xác định được kích thước của nguồn sắt. Chẳng hạn, nếu cùng một lượng sắt này xuất hiện trong một hoặc hai năm tới thì điều đó có nghĩa là nguồn của nó là tương đối lớn.
"Nhiều nỗ lực đang được thực hiện để tìm hiểu về các ngoại hành tinh và cách mà chúng hình thành, vậy nên rõ ràng việc tìm hiểu xem các hành tinh trẻ bị phá hủy ra sao khi tương tác với sao mẹ của chúng và các hành tinh trẻ khác cũng như những yếu tố nào giúp chúng sống sót cũng rất quan trọng," Guenther nói.
Vũ Quang
Theo NASA
Chú thích: Hình ảnh ở đầu bài viết chỉ là mô phỏng trên máy tính.
