Hành tinh lùn Haumea quỹ đạo trong vương quốc Sao Diêm Vương của hệ mặt trời. Nó là một thế giới nhỏ bé xa xôi nhất được biết đến có một chiếc nhẫn. Các nhà khoa học ở Brazil có những hiểu biết mới về cách chiếc nhẫn Haumea Phụng duy trì hình dạng tròn gần như hoàn hảo của nó.
Nghệ sĩ khái niệm về chiếc nhẫn Haumea, vì nó có thể xuất hiện từ bề mặt hành tinh lùn. Hình ảnh qua Sylvain Cnudde / SIGAL / LESIA / Observatoire de Paris.
Nó không chỉ là những hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời của chúng ta có vành đai; một số vật thể trong hệ mặt trời nhỏ hơn cũng được biết là có các vòng, bao gồm cả hành tinh lùn có tên Haumea, quay quanh Vành đai Kuiper, thường cách xa mặt trời hơn Sao Diêm Vương. Trên thực tế, Haumea là vật thể được gọi là xa nhất trong hệ mặt trời của chúng ta, cho đến nay. Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra những chiếc nhẫn Haumea, năm 2017. Những chiếc nhẫn này rất mờ nhạt đến nỗi chúng ta chỉ có thể suy ra sự hiện diện của chúng khi chúng đi qua phía trước một ngôi sao xa hơn, tạm thời chặn ánh sáng của ngôi sao. Vì vậy, bạn có thể tưởng tượng những chiếc nhẫn này rất khó để nghiên cứu. Bây giờ, một nghiên cứu mới của các nhà khoa học ở Brazil đang cung cấp một số hiểu biết mới. Othon Cabo Winter dẫn đầu nghiên cứu, đưa ra manh mối về cách chiếc nhẫn hình thành và cách nó tồn tại trong một quỹ đạo tròn ổn định tốt đẹp xung quanh một cơ thể hành tinh nhỏ như vậy.
Nghiên cứu được công bố bởi Agência FAPESP (một hãng tin điện tử mà một phần của Tổ chức nghiên cứu São Paulo) vào ngày 8 tháng 5 năm 2019. Nó được xuất bản vào ngày 7 tháng 2Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.
Các phát hiện vào năm 2017 chỉ ra rằng quỹ đạo của vòng quanh Haumea gần với vùng cộng hưởng 1: 3. Nếu đó là một cộng hưởng hoàn hảo, điều đó có nghĩa là các hạt trong vòng tròn tạo ra một quỹ đạo quanh Haumea cứ sau ba lần hành tinh lùn quay. Theo bài báo mới, cộng hưởng quỹ đạo đặc biệt của Haumea, đòi hỏi một mức độ lệch tâm: độ lệch so với hoàn hảo một vòng tròn trong quỹ đạo Vòng nhẫn.
Đây là một câu đố vì chiếc nhẫn dường như rất hẹp và khá tròn. Các nhà nghiên cứu đã học được rằng có một quỹ đạo khả dĩ khác - ổn định, tuần hoàn và định kỳ (nghĩa là lặp lại theo thời gian) - trong cùng khu vực với vành đai. Rõ ràng, các hạt vòng di chuyển trên các quỹ đạo ổn định, tròn, định kỳ này gần với - nhưng không trong - sự cộng hưởng.
Nghệ sĩ khái niệm. Haumea có đường kính 905 dặm (1.456 km), ít hơn một nửa đường kính của sao Hỏa. Nó có hình bầu dục làm cho nó dài gấp đôi chiều rộng. Phải mất tới 284 năm để đi vòng quanh mặt trời một lần. Cùng với chiếc nhẫn khác thường của nó, Haumea cũng có 2 mặt trăng nhỏ, được đặt tên là Hi Hóaaka và Namaka bởi các nhà thiên văn học trên trái đất. Hình ảnh qua NASA / Agência FAPESP.
Nói cách khác, theo Othon Cabo Winter, thực tế là chiếc nhẫn hẹp và thực tế hình tròn ngăn chặn hành động bằng sự cộng hưởng. Vì vậy, các hạt trong vòng đừng thực hiện một quỹ đạo xung quanh Haumea cho mỗi ba vòng quay của hành tinh lùn không chính xác. Mùa đông bình luận:
Nghiên cứu của chúng tôi không quan sát. Chúng tôi không trực tiếp quan sát chiếc nhẫn. Không ai từng có.
Trên thực tế, chiếc nhẫn quá xa xôi, mà theo ông, được các đài quan sát ở đây trên Trái đất nhìn thấy. Khoảng cách trung bình giữa Haumea và mặt trời gấp 43 lần khoảng cách giữa Trái đất và mặt trời. Đó là trái ngược với khoảng cách trung bình của Sao Diêm Vương bằng 39,5 lần khoảng cách mặt trời-trái đất. Mùa đông tiếp tục:
Nghiên cứu của chúng tôi là hoàn toàn tính toán. Dựa trên các mô phỏng sử dụng dữ liệu có sẵn trên Haumea và chiếc nhẫn, tuân theo định luật hấp dẫn của Newton, mô tả chuyển động của các hành tinh, chúng tôi đã kết luận rằng chiếc nhẫn không nằm trong vùng không gian đó do cộng hưởng 1: 3 mà là do sự cộng hưởng 1: 3 cho một gia đình quỹ đạo định kỳ ổn định.
Mục đích chính của nghiên cứu của chúng tôi là xác định cấu trúc của vòng Haumea, về vị trí và kích thước của các vùng ổn định. Chúng tôi cũng muốn tìm lý do cho sự tồn tại của chiếc nhẫn.
Bức ảnh của Haumea và hai mặt trăng của nó - về khung cảnh đẹp nhất từ Trái đất - được chụp bởi Đài thiên văn Keck ở Hawaii năm 2005. Hình ảnh qua CalTech / Mike Brown et al.
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra Haumea vào năm 2004. Nó đã được phân loại là một vật thể xuyên sao Hải Vương (TNO), một nhóm các hành tinh lùn và các vật thể đá nhỏ khác có quỹ đạo vượt ra ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Nó ở rất xa, nó có nhiệt độ bề mặt lạnh thấu xương khoảng -369 độ F (-223 độ C). Vào khoảng 905 dặm (1.456 km) dài, nó không phải là đủ lớn để có một hình dạng hình cầu đẹp, vì vậy nó trông giống như một quả trứng hay bóng đá Mỹ. Nó quay nhanh hơn bất kỳ vật thể cân bằng đã biết nào khác trong hệ mặt trời, hoàn thành một vòng quay trong vòng chưa đầy bốn giờ. Nó được cho là có thành phần chủ yếu là đá, với một lớp băng bề mặt mỏng. Haumea chính thức được phân loại là một hành tinh lùn vào năm 2008, và được đặt theo tên của nữ thần sinh sản và sinh nở của Hawaii.
Không lâu sau khi phát hiện ra, Haumea đã có một bất ngờ khác đối với các nhà thiên văn học cũng như hai mặt trăng! Các nhà thiên văn học sử dụng một trong các kính viễn vọng của Đài thiên văn W. M. Keck trên Mauna Kea ở Hawaii đã tìm thấy các mặt trăng Haumea Nam vào năm 2005. Các mặt trăng, Namaka và Hi némiaka, được đặt theo tên của con gái Haumea, trong thần thoại Hawaii. Hi'iaka là mặt trăng lớn hơn, với đường kính khoảng 193 dặm (310 km), trong khi Namaka khoảng 106 dặm (170 km) trên. Các nhà khoa học nghĩ rằng chúng hình thành từ một vụ va chạm giữa Haumea và một cơ thể đá khác trong quá khứ xa xôi. Sự va chạm này cũng sẽ chiếm tỷ lệ quay nhanh của Haumea. Nó cũng có thể chiếm các vòng.
Có một thời, Sao Thổ là cơ quan duy nhất trong hệ mặt trời được biết có nhẫn. Và đẹp mắt nhẫn, tại đó. Nhưng kể từ đó, chúng tôi đã biết rằng Sao Mộc, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương đều có hệ thống vành đai. Vì vậy, tất cả những người khổng lồ về khí và băng trong hệ mặt trời của chúng ta đều có nhẫn, mặc dù không ai trong số những người khác rực rỡ như Saturn. Ngay cả một vài tiểu hành tinh - Chariklo và Chiron - hiện được biết đến hoặc nghi ngờ có nhẫn.
Và, tất nhiên, Haumea đã được biết đến từ năm 2017 để có hệ thống nhẫn riêng. Mặc dù vòng Haumea sườn rất khó nghiên cứu từ Trái đất, nhưng các nhà khoa học đang cố gắng nghiên cứu nó. Nghiên cứu mới từ Brazil sẽ giúp các nhà khoa học hiểu được vòng Haumea, hình thành như thế nào và cái gì giữ nó trong quỹ đạo tròn ổn định xung quanh một cơ thể hành tinh nhỏ như vậy.
So sánh kích thước của Haumea và các mặt trăng của nó với một số TNO khác, bao gồm cả Sao Diêm Vương. Hình ảnh thông qua NASA / Lexicon.
Điểm mấu chốt: Hành tinh lùn rất xa xôi và hấp dẫn Haumea được biết là có nhẫn và mặt trăng. Một nghiên cứu mới cho thấy chiếc nhẫn Haumea dục hình thành và duy trì hình dạng tròn gần như hoàn hảo của nó.