Mô hình máy tính gợi ý rằng - hàng tỷ năm trước, khi hệ mặt trời của chúng ta còn trẻ - một ngôi sao quét gần, đánh cắp một số vật liệu mặt trời của chúng ta và tạo ra quỹ đạo kỳ lạ của các vật thể Vành đai Kuiper.
Nghệ sĩ khái niệm về một hệ mặt trời mới hình thành từ một đĩa khí và bụi. Hình ảnh thông qua Viện JPL-Caltech / Max Planck của NASA.
Làm thế nào để chúng ta biết làm thế nào hệ mặt trời của chúng ta được sinh ra? Các nhà thiên văn học nhìn ra ngoài để thấy các hệ mặt trời khác trong quá trình hình thành. Họ cũng sử dụng các công cụ của thiên văn học hiện đại - vật lý và máy tính công suất cao - để tạo ra các kịch bản có thể có về sự hình thành của mặt trời, Trái đất và các hành tinh khác gần đó. Và sau đó họ nhìn gần nhà hơn, cố gắng xem liệu các mô hình máy tính của họ có khớp với những gì mà Quan sát được trong hệ mặt trời của chúng ta không. Theo cách này, qua nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn học đã xây dựng kịch bản hệ mặt trời của chúng ta phát triển từ một đĩa khí và bụi trong không gian. Nhưng các mô hình, tất nhiên, không bao giờ phù hợp với thực tế đúng.
Một điều bí ẩn là khối lượng tích lũy của tất cả các vật thể ngoài Sao Hải Vương - trong cái được gọi là Vành đai Kuiper - nhỏ hơn nhiều so với dự kiến. Thêm vào đó, các vật thể ở đó có hầu hết các quỹ đạo nghiêng, lệch tâm trái ngược với quỹ đạo của các hành tinh lớn, tất cả đều ít nhiều nằm trong một mặt phẳng và gần như tròn hơn. Trong tháng này, Susanne Pfalzner từ Viện Thiên văn vô tuyến Max Planck ở Bon, Đức và các đồng nghiệp của cô đã trình bày một nghiên cứu mới - dựa trên mô hình máy tính - cho thấy một ngôi sao lân cận - theo mô hình này, theo mô hình này, có thể đã xảy ra hàng tỷ năm trước, khi hệ mặt trời của chúng ta đang hình thành - có thể giải thích một số bí ẩn này. Nó có thể giải thích cả số lượng nhỏ quan sát được của các vật thể ở phần bên ngoài của hệ mặt trời và quỹ đạo lệch tâm, nghiêng của các vật thể đó.
Hơn nữa, tác phẩm mới này cho thấy nhiều cơ thể bổ sung ở độ nghiêng cao vẫn đang chờ khám phá, có lẽ bao gồm cả Hành tinh X đôi khi được đặt ra.
Các đánh giá ngang hàng Tạp chí vật lý thiên văn công bố những phát hiện này vào ngày 9 tháng 8 năm 2018. Pfalzner nói trong một tuyên bố:
Nhóm của chúng tôi đã tìm kiếm nhiều năm về những gì người bay có thể làm với các hệ thống hành tinh khác, không bao giờ xem xét rằng chúng tôi thực sự có thể sống ngay trong một hệ thống như vậy. Vẻ đẹp của mô hình này nằm ở sự đơn giản của nó.
Tuyên bố tiếp tục nói:
Kịch bản cơ bản của sự hình thành hệ mặt trời đã được biết đến từ lâu: mặt trời của chúng ta được sinh ra từ một đám mây khí và bụi sụp đổ. Trong quá trình, một đĩa phẳng được hình thành trong đó không chỉ các hành tinh lớn phát triển mà cả các vật thể nhỏ hơn như các tiểu hành tinh, các hành tinh lùn, v.v. Do độ phẳng của đĩa, người ta sẽ mong rằng các hành tinh quay quanh một mặt phẳng trừ khi có điều gì đó xảy ra sau đó. Nhìn vào hệ mặt trời đúng với quỹ đạo của Sao Hải Vương, mọi thứ dường như đều ổn: hầu hết các hành tinh đều di chuyển trên quỹ đạo khá tròn và độ nghiêng quỹ đạo của chúng chỉ khác nhau một chút. Tuy nhiên, ngoài Sao Hải Vương mọi thứ trở nên rất lộn xộn. Câu đố lớn nhất là hành tinh lùn Sedna, di chuyển trên quỹ đạo nghiêng, rất lập dị và ở rất xa bên ngoài, đến nỗi nó không thể bị các hành tinh ở đó phân tán.
Ngay bên ngoài quỹ đạo Hải Vương tinh, một điều kỳ lạ khác xảy ra. Khối lượng tích lũy của tất cả các vật thể giảm đáng kể gần ba bậc độ lớn. Điều này xảy ra ở cùng một khoảng cách mà mọi thứ trở nên lộn xộn. Nó có thể là ngẫu nhiên, nhưng sự trùng hợp như vậy là rất hiếm trong tự nhiên.
Susanne Pfalzner và các đồng nghiệp của cô cho rằng một ngôi sao đang tiến gần đến mặt trời ở giai đoạn đầu, ăn cắp hầu hết các vật liệu bên ngoài từ đĩa bảo vệ mặt trời và ném những gì còn sót lại vào quỹ đạo nghiêng và lệch tâm. Thực hiện hàng ngàn mô phỏng máy tính, họ đã kiểm tra xem điều gì sẽ xảy ra khi một ngôi sao đi rất gần và làm nhiễu đĩa lớn hơn một lần. Hóa ra, sự phù hợp nhất cho các hệ mặt trời bên ngoài của ngày hôm nay đến từ một ngôi sao nhiễu loạn có cùng khối lượng với mặt trời hoặc có phần nhẹ hơn (khối lượng mặt trời 0,5-1) và bay qua khoảng ba lần khoảng cách của Sao Hải Vương.