Các nhà thiên văn học đã tìm kiếm một hành tinh Nine - một thế giới gấp 10 lần khối lượng Trái đất - trong khoảng 2 năm và vẫn chưa phát hiện ra nó. Có lẽ có một lời giải thích khác?
Các nhà thiên văn học Caltech đã đề xuất vào năm 2016 rằng quỹ đạo của 6 vật thể xuyên sao Hải Vương cực đoan này (màu đỏ tươi) - tất cả đều được sắp xếp một cách bí ẩn theo một hướng - có thể được giải thích bằng sự hiện diện của Hành tinh Chín (màu cam) trong hệ mặt trời của chúng ta. Mặc dù tìm kiếm, không có Planet Nine nào được tìm thấy. Hình ảnh qua Caltech / R. Làm tổn thương (IPAC).
Mới gần cuối tháng 5, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã đưa ra bằng chứng mới cho một hành tinh Nine chưa biết ở rìa hệ mặt trời của chúng ta. Bằng chứng đến từ phân tích một vật thể kỳ quặc trong hệ mặt trời bên ngoài - 2015 BP519 (còn gọi là Caju) - có quỹ đạo bất thường đã được dự đoán bởi các mô hình máy tính được sử dụng bởi các nhà thiên văn học, những người đã tìm kiếm Planet Nine từ năm 2016. Tuy nhiên, tuần trước, các nhà thiên văn học khác - thành viên của nhóm Động lực lập dị tại Đại học Colorado, Boulder - đã đưa ra bằng chứng cho thấy Hành tinh Nine có thể không cần tồn tại. Ann-Marie Madigan, người lãnh đạo nhóm, đã trình bày kết quả nghiên cứu của nhóm tại cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn học Mỹ Mỹ vào tuần trước, diễn ra từ ngày 3 tháng 6 năm 2018 tại Denver. Tuyên bố nhóm của cô nói:
Các tương tác giống như chiếc xe bội thu ở rìa hệ mặt trời của chúng ta - và không phải là hành tinh thứ chín bí ẩn - có thể giải thích động lực của các vật thể lạ gọi là vật thể tách rời
Trong nghiên cứu mới, Madigan và các đồng nghiệp Jacob Fleisig và Alexander Zderic, cũng của CU Boulder, đã xem xét cẩn thận quỹ đạo của một số vật thể này. Ví dụ, họ nhìn vào hệ thống nhỏ bên ngoài mặt trời cơ thể 90377 Sedna, mà quay quanh mặt trời của chúng ta ở khoảng cách gần 8 tỷ dặm (13 tỷ km). Các quỹ đạo của Sedna và một số ít các vật thể khác ở khoảng cách đó ly thân - hoặc là tách ra - từ phần còn lại của hệ mặt trời. Những quỹ đạo kỳ lạ này là nguyên nhân khiến các nhà thiên văn học Caltech Mike Brown và Konstanin Batygin đề xuất một hành tinh Nine ngay từ đầu.
Brown và Batygin đã gợi ý rằng một hành tinh thứ chín chưa được nhìn thấy - có kích thước gấp bốn lần Trái đất và gấp 10 lần khối lượng Trái đất - có thể ẩn nấp ngoài Sao Hải Vương. Họ cho rằng hành tinh không rõ lực hấp dẫn của hành tinh đang ảnh hưởng đến quỹ đạo của các vật thể tách rời ra. Từ năm 2016, các nhà thiên văn học trên khắp thế giới đã tìm kiếm Hành tinh Chín, nhưng chưa ai tìm thấy nó.
Trong khi đó, Madigan, Fleisig và Zderic đã khám phá một ý tưởng mới về quỹ đạo của các cơ quan hệ mặt trời bên ngoài này. Các tính toán mới cho thấy các quỹ đạo có thể là kết quả của các cơ thể này chen lấn vào nhau và các mảnh vỡ trong phần không gian đó. Trong trường hợp đó, sẽ không cần Planet Nine. Madigan nói:
Có rất nhiều trong số những cơ thể ngoài đó. Trọng lực tập thể của họ làm gì? Chúng ta có thể giải quyết rất nhiều vấn đề này bằng cách chỉ tính đến câu hỏi đó.
Ann-Marie Madigan, Jacob Fleisig và Alexander Zderic thuộc nhóm Động lực lập dị tại CU Boulder. Hình ảnh qua CU Boulder.
Madigan chỉ ra rằng hệ mặt trời bên ngoài là:
Một nơi khác thường, nói hấp dẫn.
Một khi bạn càng rời xa sao Hải Vương, mọi thứ sẽ không có ý nghĩa gì, điều này thực sự thú vị.
Tuyên bố đội của cô ấy đã giải thích:
Trong số những thứ mà don lồng có ý nghĩa: Sedna. Hành tinh nhỏ này mất hơn 11.000 năm để đi vòng quanh mặt trời Trái đất và nhỏ hơn một chút so với Sao Diêm Vương và các vật thể tách rời khác hoàn thành các quỹ đạo hình tròn, hình tròn, đưa chúng đến gần các hành tinh lớn như Sao Mộc hoặc Sao Hải Vương. Làm thế nào họ tự mình ra khỏi đó vẫn là một bí ẩn đang diễn ra.
Đội Madigan Cảnh ban đầu đã có ý định tìm kiếm một lời giải thích thay thế cho quỹ đạo của các thi thể tách ra. Thay vào đó, Jacob Fleisig, một sinh viên đại học nghiên cứu vật lý thiên văn tại CU Boulder, đã tham gia vào việc phát triển các mô phỏng máy tính để khám phá động lực học của các quỹ đạo. Madigan nói:
Anh ấy đến văn phòng của tôi một ngày và nói, tôi đã thấy một số thứ thực sự tuyệt vời ở đây.
Fleisig đã tính toán rằng quỹ đạo của các vật thể băng giá ngoài Sao Hải Vương bao quanh mặt trời giống như kim đồng hồ. Một số quỹ đạo đó, chẳng hạn như những thiên thể thuộc các tiểu hành tinh, di chuyển như kim phút, hoặc tương đối nhanh và song song. Những người khác, quỹ đạo của các vật thể lớn hơn như Sedna, di chuyển chậm hơn. Họ làm bàn tay giờ. Cuối cùng, những bàn tay đó gặp nhau. Fleisig nói:
Bạn thấy một đống quỹ đạo của các vật thể nhỏ hơn ở một phía của mặt trời. Những quỹ đạo này đâm vào cơ thể lớn hơn và những gì xảy ra là những tương tác đó sẽ thay đổi quỹ đạo của nó từ hình bầu dục sang hình tròn hơn.
Nói cách khác, quỹ đạo Sedna từ đi bình thường đến tách ra, hoàn toàn vì những tương tác quy mô nhỏ đó. Những phát hiện của nhóm nghiên cứu cũng phù hợp với những quan sát gần đây. Nghiên cứu từ năm 2012 đã lưu ý rằng một vật thể tách rời càng lớn, quỹ đạo của nó càng xa mặt trời - chính xác như những tính toán của Fleisig.
Một nghệ sĩ vẽ hình của Sedna, trông có màu hơi đỏ trong hình ảnh kính viễn vọng. Hình ảnh thông qua NASA / JPL-Caltech.
Các nhà thiên văn học cho biết phát hiện của họ có thể cung cấp manh mối về một hiện tượng khác: sự tuyệt chủng của khủng long. Khi các mảnh vụn không gian tương tác trong hệ mặt trời bên ngoài, quỹ đạo của các vật thể này thắt chặt và mở rộng theo chu kỳ lặp lại. Chu kỳ này có thể đẩy các sao chổi bắn về phía hệ mặt trời bên trong theo thời gian dự đoán. Fleisig nói:
Mặc dù chúng tôi không thể nói rằng mô hình này đã giết chết khủng long, nhưng nó lại trêu ngươi.
Madigan nói thêm rằng quỹ đạo của Sedna là một ví dụ nữa cho thấy hệ mặt trời bên ngoài đã trở nên thú vị như thế nào. Cô ấy nói:
Bức tranh chúng ta vẽ về hệ mặt trời bên ngoài trong sách có thể phải thay đổi. Có rất nhiều thứ ngoài kia hơn chúng ta từng nghĩ, nó thực sự rất tuyệt.
Các nhà thiên văn học Mike Brown và Konstanin Batygin (@KBatygin trên), cả CalTech, đã đề xuất Planet Nine vào năm 2016 và vẫn đang cố gắng điều tra nó. Hình ảnh qua Lance Hayashida / Caltech / NASA.
Điểm mấu chốt: Các nhà thiên văn học tại Caltech đã đề xuất một hành tinh Nine vào năm 2016 và các nhà thiên văn học khác trên thế giới đã tìm kiếm nó. Tuy nhiên, không ai phát hiện ra nó. Trong khi đó, có nghiên cứu của Voi cho thấy chúng ta có thể không cần một hành tinh Nine để giải thích quỹ đạo kỳ lạ của các vật thể nhỏ trong hệ mặt trời bên ngoài.