Hệ Mặt trời có hành tinh mới?

Cuộc tìm kiếm một hành tinh chưa được biết đến nằm ngoài quỹ đạo Sao Hải Vương, thường được gọi là Hành Tinh X từ đầu thế kỷ 20, đã truyền cảm hứng cho nhiều thế hệ nhà thiên văn học. Mặc dù từng có lúc Sao Diêm Vương (Pluto) được tuyên bố là Hành Tinh X sau khi được phát hiện vào năm 1930, nhưng sau đó nó bị coi là quá nhỏ để giải thích cho những bất thường quỹ đạo. Dữ liệu từ tàu thăm dò Voyager 2 sau này đã giải quyết những "bất thường" này bằng cách xác định lại khối lượng của Sao Hải Vương, khiến cuộc tìm kiếm hành tinh thứ 9 tạm thời lắng xuống.

Sự hồi sinh của giả thuyết hành tinh thứ 9

Cuộc tìm kiếm đã hồi sinh mạnh mẽ vào năm 2005 với phát hiện ra Eris, một vật thể băng giá lớn hơn một chút so với Sao Diêm Vương nằm trong Vành Đai Kuiper (một vành đai lớn của các thiên thể băng giá nằm ngoài Sao Hải Vương). Phát hiện này đã dẫn đến việc Sao Diêm Vương bị giáng cấp thành hành tinh lùn. Đến năm 2016, các nhà khoa học Mike Brown và Konstantin Batygin đã công bố giả thuyết về một hành tinh bổ sung, mà họ gọi là Hành Tinh Chín.

Hành Tinh Chín được giả định có khối lượng từ năm đến mười lần khối lượng Trái Đất và quay quanh Mặt Trời ở khoảng cách cực xa, gấp khoảng 550 lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời. Giả thuyết này dựa trên sự gom cụm quỹ đạo dị thường của một nhóm các vật thể xa xôi trong Vành Đai Kuiper, gợi ý rằng một hành tinh lớn đang "lùa" và điều khiển chuyển động của chúng.

Hành tinh Y: Một câu đố khác

Gần đây, một nghiên cứu mới đã đưa ra một ứng cử viên tiềm năng khác, được các tác giả đặt tên là Hành Tinh Y. Giống như Hành Tinh Chín, Hành Tinh Y chưa được phát hiện trực tiếp mà được suy luận thông qua sự nhiễu loạn bí ẩn trong Vành Đai Kuiper.

Tác giả chính Amir Siraj, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Princeton, đã tiến hành điều tra hình dạng của Vành Đai Kuiper. Ông lưu ý rằng các hành tinh đã biết của Hệ Mặt Trời đều có quỹ đạo nằm trên gần như cùng một mặt phẳng - giống như "những rãnh trên một đĩa hát". Tuy nhiên, điều bất ngờ là các thiên thể băng giá nằm ngoài khoảng 80 lần khoảng cách Trái Đất-Mặt Trời lại không tuân theo quy tắc này; hệ thống dường như bị nghiêng khoảng 15 độ.

Siraj lập luận rằng sự nghiêng lệch đột ngột này không thể là tàn dư của quá trình hình thành Hệ Mặt Trời hay do một ngôi sao đi ngang qua, vì những ảnh hưởng đó sẽ đã biến mất theo thời gian. Do đó, lời giải thích khả dĩ nhất cho sự xáo trộn và nghiêng quỹ đạo này là sự hiện diện của một hành tinh chưa được nhìn thấy. Theo Siraj, Hành Tinh Y là "phát hiện ra một câu đố mà hành tinh là giải pháp khả dĩ."

Thông qua các mô phỏng máy tính, Siraj và các đồng tác giả phát hiện ra rằng các giả thuyết trước đây như Hành Tinh Chín không giải thích được sự nghiêng lệch 15 độ này, đòi hỏi một giả thuyết mới. Họ đưa ra giả thuyết rằng Hành Tinh Y có khả năng là một thiên thể có khối lượng nằm trong khoảng từ Sao Thủy đến Trái Đất, quay quanh Mặt Trời ở cự ly khoảng 100 đến 200 lần khoảng cách Trái Đất-Mặt Trời, và nghiêng ít nhất 10 độ so với mặt phẳng quỹ đạo của các hành tinh khác.

Điều quan trọng là, Siraj chỉ ra rằng Hành Tinh Chín và Hành Tinh Y không loại trừ lẫn nhau, và cả hai đều có thể tồn tại trong vùng ngoại vi xa xôi của Hệ Mặt Trời. Cuộc tìm kiếm các hành tinh ẩn này đang là một cuộc tranh luận sôi nổi và quan trọng trong giới thiên văn học.

Tương lai của cuộc tìm kiếm

Hiện tại, do Vành Đai Kuiper là một khu vực tối tăm và xa xôi nên các nhà thiên văn học phải dựa vào việc nghiên cứu quỹ đạo của một số lượng hạn chế vật thể (khoảng 50 trong nghiên cứu của Siraj) để suy luận sự hiện diện của hành tinh ẩn. Với dữ liệu hạn chế này, Siraj ước tính ý nghĩa thống kê về sự tồn tại của Hành Tinh Y nằm trong khoảng 96% đến 98%, "mạnh, nhưng chưa phải là quyết định cuối cùng."

Tuy nhiên, những trở ngại trong quan sát này sắp sửa thay đổi. Đài quan sát Vera C. Rubin (Vera C. Rubin Observatory) đang chuẩn bị bắt đầu sứ mệnh khảo sát bầu trời đêm kéo dài 10 năm. Kính thiên văn này, được đặt tại Chile và sở hữu chiếc máy ảnh kỹ thuật số lớn nhất thế giới, sẽ chụp ảnh toàn bộ bầu trời cứ mỗi ba ngày một lần, tạo ra một "bộ phim về vũ trụ".

Siraj tin rằng nếu Hành Tinh Y nằm trong tầm nhìn của kính thiên văn, nó sẽ có thể được tìm thấy một cách trực tiếp trong vòng hai đến ba năm đầu tiên hoạt động. Các chuyên gia khác, như Mike Brown và Samantha Lawler, đều đồng tình rằng Đài quan sát Rubin sẽ tiết lộ cấu trúc động lực học của Hệ Mặt Trời ngoại vi với độ rõ ràng chưa từng có, giúp kiểm chứng cả giả thuyết Hành Tinh Chín và Hành Tinh Y.

Công việc của Siraj là một phân tích cẩn thận và hấp dẫn, chứng minh rằng việc nghiên cứu các vật thể ngoài Sao Hải Vương là cực kỳ quan trọng, vì chúng giữ chìa khóa cho sự hiểu biết sâu sắc hơn về cách toàn bộ Hệ Mặt Trời của chúng ta hình thành hàng tỷ năm trước.

Nguồn: CNN