Nóng: Mặt trời có thể biến thành hố đen và 'nuốt chửng' Trái Đất?

Trong khoảng 5 tỷ năm nữa, Mặt Trời sẽ dần đốt cạn nhiên liệu hạt nhân bên trong lõi, trước khi không còn khả năng chống lại lực hấp dẫn của chính mình. Các lớp bên ngoài của nó sẽ phình ra (có thể phá hủy Trái đất trong quá trình này) trong khi phần lõi sụp đổ thành trạng thái cực kỳ dày đặc, để lại tàn dư thường thấy khi một ngôi sao chết đi.

Thông thường, nếu sự sụp đổ về lực hấp dẫn của lõi sao hoàn tất, tàn dư của nó sẽ là sự ra đời của một lỗ đen. Lỗ đen thông thường có lực hấp dẫn lớn đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát khỏi mà bị nó "nuốt chửng".

Vậy khi Mặt Trời chết đi, nó có khả năng trở thành lỗ đen không? Theo các nhà khoa học, câu trả lời là "không" vì Mặt Trời không có những yếu tố cần thiết để trở thành lỗ đen. "Mặt Trời không đủ nặng để trở thành lỗ đen", Xavier Calmet, chuyên gia về lỗ đen và Giáo sư vật lý tại Đại học Sussex ở Anh cho biết.

Theo ông, có một số điều kiện ảnh hưởng đến việc một ngôi sao có thể trở thành lỗ đen hay không – bao gồm thành phần, chuyển động quay và các yếu tố chi phối quá trình tiến hóa của nó. Tuy nhiên, yêu cầu chính ở đây là phải có khối lượng phù hợp để trở thành lỗ đen. Những ngôi sao có khối lượng ban đầu lớn hơn khoảng 20 đến 25 lần khối lượng Mặt trời mới có khả năng trải qua sự sụp đổ lực hấp dẫn cần thiết để hình thành các lỗ đen.

Ngưỡng khối lượng này, được gọi là giới hạn Tolman-Oppenheimer-Volkoff, lần đầu tiên được tính toán bởi J. Robert Oppenheimer và các đồng nghiệp. Hiện tại, các nhà khoa học cho rằng một ngôi sao sắp chết phải để lại một lõi sao có khối lượng gấp khoảng hai đến ba lần khối lượng Mặt Trời để tạo ra một lỗ đen.

Khi một ngôi sao cạn kiệt nhiên liệu hạt nhân trong lõi, phản ứng tổng hợp hạt nhân từ hydro thành heli vẫn diễn ra ở các lớp ngoài. Vì vậy, khi lõi sụp đổ, các lớp ngoài phình rộng ra và ngôi sao bước vào giai đoạn sao khổng lồ đỏ. Khi Mặt Trời trở thành sao khổng lồ đỏ trong khoảng 6 tỷ năm nữa (một tỷ năm sau khi cạn kiệt hydro trong lõi), nó sẽ phình rộng tới khoảng quỹ đạo sao Hỏa, nuốt chửng các hành tinh phía bên trong, có thể bao gồm cả Trái Đất.

Các lớp ngoài của sao khổng lồ đỏ sẽ nguội dần qua thời gian và lan rộng ra, tạo thành tinh vân hành tinh xung quanh phần lõi cháy âm ỉ của Mặt Trời.

Những ngôi sao khổng lồ tạo thành hố đen phải trải qua vài giai đoạn sụp đổ và giãn nở như vậy, mỗi lần lại mất thêm khối lượng. Nguyên nhân là với áp suất và nhiệt độ cao, các ngôi sao có thể tổng hợp những nguyên tố nặng hơn. Quá trình đó tiếp diễn cho đến khi lõi sao làm bằng sắt, nguyên tố nặng nhất mà một ngôi sao có thể tạo ra, và ngôi sao đó phát nổ thành siêu tân tinh, mất thêm một phần khối lượng.

Theo NASA, các hố đen sao điển hình (loại hố đen nhỏ nhất mà giới thiên văn quan sát được) nặng gấp 3 - 10 lần Mặt Trời, và con số này có thể lên tới 100 lần. Hố đen sẽ trở nên nặng hơn khi nuốt khí bụi xung quanh, thậm chí nuốt cả ngôi sao đồng hành nếu nó từng nằm trong một hệ sao đôi.

Mặt Trời sẽ không bao giờ đạt tới giai đoạn tổng hợp sắt. Thay vào đó, nó sẽ trở thành sao lùn trắng, một ngôi sao đặc với kích thước tương đương Trái Đất, theo Calmet. Do đó, Trái Đất sẽ không trải qua sự kinh hoàng khi bị hố đen nuốt chửng.

Mời quý độc giả xem video: Điểm lại những lần Mặt Trời xuất hiện nhiều vết đen bí ẩn.

Lê Trang (theo Live Science)