Hệ mặt trời sẽ sụp đổ như thế nào?

Phần trong của hệ mặt trời, gồm mặt trời, sao Thuỷ, sao Kim, Trái đất và sao Hoả.

Cũng như mọi thiên thể khác, một ngày nào đó mặt trời sẽ lụi tàn. Theo kết quả tính toán bằng mô hình, nghiên cứu các bầu khí quyển hành tinh và các chu kỳ sinh địa hóa, thì vào khoảng 8 tỷ năm nữa, hệ mặt trời sẽ chấm dứt sự tồn tại.

Trong 8 tỷ năm ấy, hệ mặt trời sẽ có những biến động gì? Mô hình nói trên của các nhà khoa học Mỹ cho thấy:

- Sau 400 triệu năm, trái đất sẽ tắm trong một độ sáng mặt trời mạnh hơn 5% so với hiện nay. Từ thời điểm đó, nhiệt độ trung bình trên bề mặt trái đất lên tới 20 độ C (hiện nay là 15 độ C), và đặc biệt, tỷ lệ CO2 trong khí quyển giảm đến mức làm cho hơn 60% thực vật và động vật biến mất, số còn lại buộc phải tiến hóa để thích nghi.

- Sau 800 triệu năm, trên bề mặt trái đất, độ chiếu sáng của mặt trời tăng 8%. Tỷ lệ CO2 trong khí quyển chỉ còn 10-20 ppm (10 đến 20 phần triệu), do đó chỉ còn sót lại một số rất ít thực vật (có lẽ chỉ còn các loài cây cần ít CO2 cho quang hợp như các họ cây bắp, cây mía…) và rất ít động vật. Nhiệt độ trung bình bấy giờ là 25 độ C.

- Sau 1 tỷ năm, nhiệt độ và sự bay hơi của nước gia tăng nhanh hơn, hiệu ứng nhà kính do hơi nước gây ra khiến trái đất nóng hơn nữa. Các dạng sống cuối cùng sẽ bị hủy diệt.

- Sau 1,4 tỷ năm, nhiệt độ vượt quá 50 độ C. Sau 1,6 tỷ năm, trên trái đất sẽ không còn một dấu vết nào của sự sống nữa. Nhiệt độ tăng lên trên 100 độ C làm bay hơi toàn bộ sông ngòi và đại dương. Hơi nước trong khí quyển cũng biến mất vì bị phân ly bởi bức xạ mặt trời. Vài trăm triệu năm sau đó, khí hydro cũng sẽ biến mất trong không gian.

- Sau 7,65 tỷ năm, mặt trời bước vào giai đoạn hấp hối. Ban đầu, trong tâm mặt trời xảy ra hiện tượng càng ngày càng thiếu hydro, loại khí quý giá vẫn giúp nó chiều sáng từ ngày chào đời cách đây 4,5 tỷ năm. Để bù lại, tâm mặt trời bèn thu nhỏ bớt, gây ra phản xạ phồng to thêm của các lớp bên ngoài, mặt trời sẽ lớn gấp 100 lần so với mức hiện tại. Về sau, do cứ lớn lên như vậy, mặt trời làm cho nhiệt độ trên bề mặt của nó giảm mạnh, bấy giờ sẽ có những ánh màu cam, rồi những ánh màu đỏ.

Kích thước của mặt trời tăng rất nhanh, chỉ sau 60 triệu năm, bán kính của nó vượt qua quỹ đạo sao Thủy (58 triệu kilomét) và nuốt chửng hành tinh này. Sau đó đến lượt sao Kim (cách mặt trời 108 triệu kilomét). Tiếp theo sẽ là trái đất...

Nhưng rất may lúc ấy, nguồn dự trữ hydro trong mặt trời bị cạn kiệt hoàn toàn. Mặt trời chỉ còn có khí helium là chất đốt duy nhất mà nó sẽ biến đổi dần thành carbon và oxy. Sự thay đổi vật chất đột ngột này làm cho mặt trời bỗng nhiên xẹp xuống, trở nên bé chỉ bẳng 1/100 so với hiện nay, đường kính chỉ còn khoảng 10 triệu kilomét. Nhờ thế, trái đất có thể thoát khỏi tai họa bị nuốt như sao Thủy, sao Kim, và có thể tồn tại thêm 100 triệu năm. Sau đó, việc đốt cháy lại bùng phát, mặt trời phồng lên với tốc độ còn nhanh hơn lần trước.

Lần này thì số phận của trái đất sẽ bị định đoạt. Hoặc là vào thời điểm ấy, một số hậu duệ của loài người - trước đó đã di tản sang một hành tinh khác ngoài hệ mặt trời - có thể nhìn thấy cố hương (bấy giờ chỉ còn là một hồ dung nham mênh mông, với nhiệt độ bề mặt 1.000 độ C) biến mất cùng với tất cả những gì gọi là nền văn minh sau vài tỷ năm xây dựng.

Hoặc may mắn hơn, trái đất vẫn tồn tại sau cái chết tất yếu của mặt trời, tương tự như hiện tượng hy hữu mà các nhà thiên văn mới phát hiện được và thông báo tại đại hội tháng 1/2002 của Hội Thiên văn Mỹ: Họ xác định được sự hiện diện của một hành tinh vẫn tồn tại trong khi ngôi sao Iota Draconis của hệ thống này sắp tàn lụi (hy vọng trái đất cũng sẽ gặp may mắn ấy).

Thật vậy, theo tính toán năm 1993 của ba nhà vật lý thiên văn Juliana Sackmann (California), Arnold Boothroyd (Toronto) và Kathleen Kraemer (Boston), thì hiện tượng mất khối lượng của mặt trời làm cho nó không thể phồng lên nhanh và to đến mức có thể nuốt chửng cả trái đất. Hơn nữa, đến thời điểm ấy, trái đất có thể xa dần mặt trời tới một khoảng cách an toàn.

Tháng 12/2001, ba nhà thiên văn người Anh là Peter Schroder, Robert Smith và Kevin Apps thuộc trường Đại học Sussex thông báo một tia vui: Trái đất có thể thoát hiểm một cách sát nút trong những cú giãy giụa cuối cùng của mặt trời. Bởi vì trong lần phồng lên đầu tiên, mặt trời phải mất 20% thể tích, đạt đường kính 168 triệu kilomét, trong khi quỹ đạo của trái đất lùi ra xa tới 150-185 triệu kilomét. Nhưng 17 triệu kilomét nhỏ nhoi ngăn cách bề mặt của trái đất với bề mặt của mặt trời liệu có đủ ngăn cản cuộc va chạm hủy diệt hay không?

Sau 7,8 triệu năm, nếu trái đất may mắn thoát khỏi cái chết do bị mặt trời hút đi nữa, thì nó cũng chỉ là một tiểu hành tinh bị bao bọc bởi dung nham đông lạnh. Và lúc ấy, chỉ còn ánh sáng cực tím mờ mờ phát ra từ mặt trời hấp hối - bấy giờ đã biến thành một ngôi sao lùn màu trắng nằm giữa cảnh tranh tối tranh sáng.