Manh mối về thế giới ẩn giấu trong hệ Mặt Trời
Việc tìm kiếm một hành tinh chưa được biết đến trong hệ Mặt Trời đã truyền cảm hứng cho các nhà thiên văn học trong hơn một thế kỷ. Nhưng một nghiên cứu gần đây cho thấy một ứng cử viên tiềm năng mới, được các tác giả của bài báo đã đặt tên là Hành tinh Y.
Một cuộc tranh luận sôi nổi
Theo nghiên cứu được đăng trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, hành tinh này chưa được phát hiện mà chỉ được suy luận dựa trên quỹ đạo nghiêng của một số vật thể xa xôi trong Vành đai Kuiper - một vành đai lớn gồm các thiên thể băng giá nằm ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Các nhà nghiên cứu cho rằng, chắc chắn có điều gì đó đã làm nhiễu loạn các quỹ đạo này và làm chúng nghiêng.
"Một lời giải thích là sự hiện diện của một hành tinh vô hình, có thể nhỏ hơn Trái Đất và lớn hơn Sao Thủy, đang quay quanh vùng sâu bên ngoài hệ Mặt Trời. Bài báo này không phải là một khám phá về một hành tinh, nhưng chắc chắn là khám phá ra một câu hỏi mà hành tinh có thể là một lời giải", tác giả chính của nghiên cứu Amir Siraj, một nhà vật lý thiên văn và là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại khoa Khoa học vật lý thiên văn tại Đại học Princeton, cho biết.
Hành tinh Y là hành tinh mới nhất trong một loạt các hành tinh giả định thuộc hệ Mặt Trời mà các nhà khoa học đã đề xuất trong những năm gần đây, tất cả đều có những đặc điểm hơi khác nhau nhưng được cho là ẩn náu trong Vành đai Kuiper — cũng là nơi có Sao Diêm Vương, hành tinh thứ chín trước đây đã bị hạ cấp và phân loại lại thành hành tinh lùn vào năm 2006.
Lý do có rất nhiều ứng cử viên "hành tinh thứ chín" xuất hiện là do Vành đai Kuiper là một vùng tối, xa xôi của hệ Mặt Trời, khiến việc quan sát gặp nhiều khó khăn và không đầy đủ. Nhưng những trở ngại đó có thể sẽ thay đổi, khi một kính viễn vọng mới có tên là Đài quan sát Vera C. Rubin đang chuẩn bị bắt đầu cuộc khảo sát bầu trời đêm kéo dài 10 năm.
Sau khi phát hiện ra Sao Hải Vương vào năm 1846, các nhà thiên văn học tiếp tục tìm kiếm một hành tinh khác trong hệ mặt trời, mà vào đầu thế kỷ 20 được gọi là Hành tinh X, một cái tên được phổ biến bởi nhà thiên văn học Percival Lowell. Ông nghi ngờ rằng những bất thường trong quỹ đạo của Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương là do một thiên thể xa xôi chưa được khám phá.
Khi Sao Diêm Vương được phát hiện vào năm 1930, các nhà thiên văn học tuyên bố nó là hành tinh thứ chín, ban đầu họ nghĩ rằng đó là Hành tinh X. Nhưng trong những thập kỷ tiếp theo, Sao Diêm Vương được cho là quá nhỏ để có thể giải thích cho những bất thường này, và đến đầu những năm 1990, dữ liệu từ tàu thăm dò Voyager 2 cho thấy Sao Hải Vương có khối lượng nhỏ hơn so với suy nghĩ trước đây, điều này giải thích cho những nhiễu loạn quỹ đạo mà không cần đến Hành tinh X.
Cuộc tìm kiếm được hồi sinh vào năm 2005 khi 3 nhà thiên văn học, trong đó có ông Mike Brown, giáo sư thiên văn học hành tinh tại Viện Công nghệ California, phát hiện ra Eris — một thiên thể băng giá lớn hơn Sao Diêm Vương một chút, cũng quay quanh Mặt Trời từ Vành đai Kuiper.
Khám phá này cuối cùng đã dẫn đến việc sao Diêm Vương bị giáng cấp từ hành tinh thành hành tinh lùn, và vào năm 2016, ông Brown và đồng nghiệp Konstantin Batygin lần đầu tiên công bố nghiên cứu của riêng họ về giả thuyết của một hành tinh khác trong hệ mặt trời, mà họ đặt tên là Hành tinh 9.
Hành tinh 9 được cho là có khối lượng gấp từ 5 đến 10 lần Trái Đất và sẽ quay quanh mặt trời xa hơn sao Diêm Vương rất nhiều, ở khoảng cách khoảng 550 lần khoảng cách giữa Trái Đất và mặt trời. Các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết về các hành tinh ẩn với kích thước khác nhau trong nhiều năm, từ một thiên thể có kích thước bằng sao Hỏa đến một "siêu sao Diêm Vương".
Ông Siraj cho biết, việc tìm kiếm Hành tinh 9 hay Hành tinh Y là một cuộc tranh luận sôi nổi trong thiên văn học. "Tôi nghĩ đó là một cuộc thảo luận rất thú vị, và thực sự đó là động lực để chúng tôi nghiên cứu vấn đề này. Hành tinh 9 và Hành tinh Y không loại trừ lẫn nhau, cả hai đều có thể tồn tại”, ông Siraj nói.
Rõ ràng trong tầm mắt
Vì Vành đai Kuiper rất khó quan sát, các nhà thiên văn học dựa vào việc nghiên cứu quỹ đạo của một số lượng hạn chế các vật thể để suy ra sự hiện diện của một hành tinh. Trong trường hợp nghiên cứu của ông Siraj, con số đó là khoảng 50, điều này khiến sự tồn tại của Hành tinh Y trở nên không chắc chắn.
Nhiều vật thể như vậy sẽ được phát hiện khi Đài quan sát Vera Rubin bắt đầu sứ mệnh chính của mình vào mùa thu năm nay. Tọa lạc trên đỉnh một ngọn núi cao 2.682 mét ở Chile, kính viễn vọng này chứa máy ảnh kỹ thuật số lớn nhất thế giới và sẽ chụp ảnh toàn bộ bầu trời 3 ngày một lần.
Theo ông Siraj, đây thực sự là một kỳ tích của kỹ thuật, về cơ bản, nó sẽ cho phép chúng ta xem một bộ phim về vũ trụ, với mỗi khung hình tồn tại ở nhịp 3 ngày. Đây là khảo sát lý tưởng để thực hiện một cuộc điều tra dân số về hệ mặt trời, bởi vì chúng ta phải tìm kiếm toàn bộ bầu trời để có thể tìm thấy các vật thể ở xa, bao gồm cả các hành tinh bổ sung và chưa được nhìn thấy
Đối với ông Batygin, giáo sư khoa học hành tinh tại Caltech, người đã viết nhiều nghiên cứu về Hành tinh 9 nhưng không tham gia vào nghiên cứu Hành tinh Y, nghiên cứu này là một cách tiếp cận thú vị để thăm dò sự cong vênh tinh vi của hệ mặt trời bên ngoài. “Trong những năm tới, Đài quan sát Vera Rubin sẽ tiết lộ cấu trúc động lực của hệ mặt trời bên ngoài với độ rõ nét chưa từng có. Khi dữ liệu của Rubin được đưa vào, các nhà thiên văn học sẽ có được bức tranh sắc nét hơn nhiều về việc liệu độ nghiêng của Vành đai Kuiper có chỉ ra các hành tinh khác ẩn nấp xa hơn Sao Hải Vương hay không”, ông Batygin nói.
Theo ông Patryk Sofia Lykawka, phó giáo sư khoa học hành tinh tại Đại học Kindai ở Nhật Bản, nghiên cứu mới này là một cái nhìn hấp dẫn về vành đai Kuiper xa xôi, một khu vực vẫn còn phần lớn chưa được khám phá. “Ý tưởng cho rằng một hành tinh loại Sao Thủy-Trái Đất có thể là nguyên nhân gây ra sự cong vênh nói trên là hoàn toàn có cơ sở. Điều này củng cố thêm giả thuyết rằng hiện tại có một hành tinh chưa được khám phá đang ẩn náu ở vùng xa nhất của Hệ Mặt Trời” ông Lykawka nói.
