Đầu năm nay, các nhà khoa học đã đưa ra bằng chứng cho một hành tinh Nine trong hệ mặt trời ngoài cùng. Các nhà khoa học nghĩ rằng nó tồn tại, nhưng - nếu vậy - làm thế nào nó đến đó?
Nghệ sĩ Quan niệm về hành tinh Nine, trong hệ mặt trời xa xôi. Trong hình ảnh này, ngôi sao ở phía dưới bên phải là mặt trời của chúng ta. Hình ảnh qua Caltech / R. Làm tổn thương (IPAC)
Vào tháng 1 năm 2016, các nhà khoa học từ Caltech cho biết họ hiện có bằng chứng lý thuyết vững chắc cho một hành tinh khổng lồ - một hành tinh lớn thứ 9 trong hệ mặt trời bên ngoài - di chuyển theo cái mà họ gọi là một quỹ đạo kỳ quái, kéo dài trong hệ mặt trời xa bên ngoài. Nếu nó tồn tại, hành tinh có khối lượng sao Hải Vương này sẽ ở trong quỹ đạo hình elip cách xa mặt trời của chúng ta 10 lần so với Sao Diêm Vương. Trong những tháng kể từ đó, các nhà thiên văn học lý thuyết đã cố gắng tìm hiểu làm thế nào một trong những hành tinh lớn mặt trời của chúng ta có thể kết thúc trong một quỹ đạo xa xôi và kỳ lạ như vậy. Trong tháng này, sau khi xem xét một số tình huống, các nhà thiên văn học tại Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian (CfA) cho biết họ vẫn còn chắc chắn.
Nhà thiên văn học CfA Gongjie Li là tác giả chính của một trong những bài báo, đã được chấp nhận để xuất bản trong Tạp chí vật lý thiên văn. Cô ấy nói:
Bằng chứng chỉ ra hành tinh Nine hiện có, nhưng chúng ta có thể giải thích về cách thức sản xuất nó.
Planet Chín - đã không được phát hiện, và cho đến nay chỉ tồn tại trong lý thuyết - được cho là quay quanh mặt trời của chúng ta ở khoảng cách khoảng 40000000000-140.000.000.000 dặm. Đó là khoảng 400 - 1.500 khoảng cách mặt trời-trái đất. Khoảng cách đó sẽ đặt nó vượt xa tất cả các hành tinh khác trong hệ mặt trời của chúng ta. Theo tuyên bố của nhà thiên văn học Cfa, câu hỏi trở thành:
Sọ đã hình thành ở đó, hay nó hình thành ở nơi khác và rơi vào quỹ đạo bất thường của nó sau này?
Các nhà nghiên cứu do Li dẫn đầu đã tiến hành hàng triệu mô phỏng máy tính để kiểm tra ba khả năng. Đầu tiên, chúng ta hãy xem xét hai thứ hoang dã và ít có khả năng hơn. Đầu tiên, Planet Nine có thể là một hành tinh ngoại chụp từ một hệ thống sao đi qua. Thứ hai, nó có thể là một hành tinh nổi tự do bị bắt khi nó trôi dạt gần hệ mặt trời của chúng ta. Tuy nhiên, đội Li Li đã kết luận, cơ hội của một trong hai kịch bản đó là dưới 2%. Điều đó cho chúng ta khả năng thứ ba, đó là Hành tinh 9 được hình thành trong hệ mặt trời của chúng ta và bằng cách nào đó bị kéo ra bên ngoài:
Nhiều khả năng liên quan đến một ngôi sao đi qua kéo hành tinh Nine ra bên ngoài. Một tương tác như vậy sẽ không chỉ đẩy hành tinh vào quỹ đạo rộng hơn mà còn làm cho quỹ đạo đó có hình elip hơn.
Và kể từ khi mặt trời hình thành trong cụm sao với hàng ngàn người hàng xóm, những cuộc chạm trán sao như vậy phổ biến hơn trong lịch sử ban đầu của hệ mặt trời.
Tuy nhiên, một ngôi sao xen kẽ có nhiều khả năng kéo Hành tinh Chín đi hoàn toàn và đẩy nó ra khỏi hệ mặt trời. Li và Adams chỉ tìm thấy xác suất 10%, tốt nhất là, hành tinh Nine đáp xuống quỹ đạo hiện tại của nó.
Hơn nữa, hành tinh sẽ phải bắt đầu từ một khoảng cách lớn không thể bắt đầu được.
Nhà thiên văn học CfA Scott Kenyon và các đồng nghiệp đã kiểm tra kịch bản thứ ba chặt chẽ hơn. Họ đã thực hiện các mô phỏng trên máy tính của một hành tinh 9 hình thành trên một quỹ đạo rộng, về cơ bản là một người khổng lồ khí bổ sung trong hệ mặt trời của chúng ta. Nhóm của ông đã khám phá liệu Hành tinh Chín có thể hình thành gần mặt trời hơn nhiều và sau đó tương tác với các đại gia khí khác, đặc biệt là Sao Mộc và Sao Thổ. Theo thời gian, một loạt các cú đá hấp dẫn có thể đã đẩy hành tinh này lên một quỹ đạo hình elip lớn hơn và nhiều hơn. Kenyon nói:
Hãy nghĩ về nó như đẩy một đứa trẻ lên xích đu. Nếu bạn cho họ một cú hích đúng lúc, hết lần này đến lần khác, họ sẽ ngày càng cao hơn. Sau đó, thách thức trở nên không đẩy hành tinh đến mức bạn đẩy nó ra khỏi hệ mặt trời.
Điều đó có thể tránh được bằng cách tương tác với đĩa khí của hệ mặt trời, ông nói.
Đội Kenyon, cũng đã kiểm tra khả năng Hành tinh Chín thực sự hình thành ở một khoảng cách rất xa để bắt đầu. Họ phát hiện ra rằng sự kết hợp đúng đắn của khối lượng đĩa ban đầu và tuổi thọ đĩa có khả năng tạo ra hành tinh Nine đúng lúc để nó bị ngôi sao vượt qua Li tựa. Kenyon nói:
Điều hay ho về những kịch bản này là họ có thể kiểm tra theo quan sát. Một người khổng lồ khí rải rác sẽ trông giống như một sao Hải Vương lạnh lùng, trong khi một hành tinh hình thành tại chỗ sẽ giống như một Diêm vương khổng lồ không có khí gas.
Nói cách khác, giả sử Hành tinh 9 được tìm thấy vào một ngày nào đó - và khi các nhà thiên văn học bắt đầu phân tích ánh sáng của nó - chúng ta sẽ biết nhiều hơn.