Hàng trăm tỉ năm sau, tính từ bây giờ, liệu rằng chúng ta có thể cứu được mặt trời không chết bằng cách tiếp thêm cho nó Hydro không?

_____________

https://www.quora.com/Hundreds-of-billions-of-years-from-now-can-humans-keep-the-sun-from-dying-by-supplying-it-with-a-source-of-hydrogen_____________

A: Gavin Tabor, quan tâm đến thiên văn học cả đời

KHÔNG,

Thật ra thì đây là 1 câu hỏi thú vị. Ban đầu tui đã định bỏ qua nó nhưng nó có 1 số đáng để chú ý. Các ngôi sao không chết (hoặc là chuyển qua 1 giai đoạn khác của cuộc đời chúng) bằng việc dung hết Hydro, chúng chết vì tích quá nhiều khí Heli.

Thường thì tụi tui sẽ vẽ 1 cái biểu đồ có tên là biểu đồ Hertzsprung-Russell (trans: hay còn gọi là biểu đồ HR), biểu đồ biểu thị tính phát sáng của 1 ngôi sao so với nhiệt độ bề mặt của nó, như là tấm hình ở đây (bức ảnh lấy từ cuốn The Cosmic Perspective của Bennett, Donahue, Schneider và Voit). Mặt trời hiện tại đang ở dãy chính; có nghĩa là mặt trời đang có phản ứng nhiệt hạch tạo ra Heli từ Hydro (trans: 2 đồng vị của Hydro kêt hợp với tạo Heli và giải phóng năng lượng, các bạn có thể coi lại ở lý vi mô năm 12 😊)))) ) do có nhiệt độ cao trong lõi của nó. Khi phản ứng xảy ra, nó sẽ sinh ra năng lượng và giúp cho lõi của mặt trời luôn nóng đồng thời giữ cho mặt trời không bị kéo vào bên trong do lực hấp dẫn – tất cả ngôi sao đều cân bằng về lực với nhau; áp suất do nhiệt đối trọng lại với lực hấp dẫn. Cơ mà, do sản phẩm của phản ứng là khí Heli, 1 loại khí trơ và với nhiệt độ lúc này, nó sẽ không thể kết hợp được nữa, và chỉ tích trữ lại trong lõi của mặt trời

Và tất nhiên với việc lõi 1 ngôi sao tích trữ như vậy, nó sẽ trở nên đặc và nặng hơn đến mức phản ứng nhiệt hạch sẽ không giữ được nó nữa (trans: dễ hiểu mà nhỉ, mấy bạn ăn nhiều quá thì sau đấy chỉ ngồi 1 chỗ chứ chả đi đâu đc 🙁 ), và rồi nó sẽ sụp đổ và nóng lên. Lúc này, sẽ có 2 trường hợp có thể xảy ra:

· Nếu 1 ngôi sao quá nhỏ, sự sụp đổ của lõi sẽ tạo ra 1 lực đẩy và có thể làm nổ tung phần vỏ ngôi sao, để hiện ra 1 ngôi sao lùn trắng đặc và nóng đang nguội dần, xung quanh là bụi hành tinh.

· Nếu 1 ngôi sao đủ lớn, lõi sụp đổ sẽ làm tỏa ra 1 nhiệt lượng đủ lớn để phản ứng nhiệt hạch lại tiếp tục xảy ra, và khi đó, khí Heli có thể tiếp tục kết hợp với nhau, tạo ra Carbon, Nitro và Oxy.

Và ở trường hợp thứ 2, phản ứng nhiệt hạch lại tiếp tục sinh ra năng lượng và làm cho lõi ổn định trở lại. Lúc này, lõi đã rất nóng đến mức nó chuyển 1 phần nhiệt lượng ra lớp vỏ bề mặt làm cho ngôi sao phình ra tạo thành sao khổng lồ đỏ, ngôi sao khi đấy sẽ ra khỏi dãy chính và đi đến phần trên bên phải của biểu đồ HR. Thật ra thì quá trình này sẽ được tiếp tục lặp lại với chu trình Carbon, Nitro, Oxy, sản phẩm sinh ra sẽ lại tích trữ ở lõi mà sau đấy sẽ tiếp tục sụp đổ rồi lại kêt hợp cho đến khi ra sản phẩm cuối cùng là Sắt thì không phản ứng nữa do Sắt có năng lượng liên kết cao nhất (trans: năng lượng cần để tách 1 nguyên tử thành các thành phần nhỏ hơn). Đến lúc này, lõi sẽ không được nhận thêm năng lượng từ phản ứng nhiệt hạch nữa và khi đấy ngôi sao sẽ ngày càng to hơn.

Và bây giờ quay lại với câu hỏi. Mặt trời sẽ không chết do hết Hydro, mà là do tích quá nhiều Heli. Tiếp thêm Hydro cho nó, nếu thật sự ông làm được (không biết ông tính làm bằng cách nào, cho Jupiter vào à?), sẽ không làm mặt trời sống thêm. Mà thật ra, nó sẽ làm cho quá trình diễn ra nhanh hơn – ngôi sao càng lớn thì chết càng nhanh, vì nó cần kết hợp Hydro nhanh hơn để đỡ được phần vỏ ngoài nặng nề của nó.

_____________

Trong lúc ở nhà tránh dịch thì có lên coi thì thấy câu hỏi khá hay, với việc có 1 chút ít kiến thức tui đã được học ở bộ môn thiên văn nên ngồi dịch cho mọi người luôn 😊)). Nói 1 chút về phản ứng nhiệt hạch, thì đây là 1 phản ứng ở cấp độ phân tử, nó là phản ứng kết hợp 2 nguyên tử nhỏ để tạo ra 1 nguyên tử to hơn và tỏa ra năng lượng, đây cũng là phản ứng giúp tạo ra bom nhiệt hạch, như trong bài đề cập đến phản ứng của Hydro tạo ra Heli thì đây là công thức của nó.

D + D -> 3­He + 1n + 3.25 MeV với D là Deuteri, đồng vị của Hydro, có 2 proton trong nhân

Hoặc D + T -> 4­He + 1n + 17.6 MeV với T là Triti, đồng vị khác của Hydro, có 3 proton trong nhân.