Hành tinh lùn Haumea – vật thể lạ trong Hệ Mặt trời

Haumea là một hành tinh lùn nằm ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Nó được phát hiện vào năm 2004 bởi một nhóm do Mike Brown của Caltech đứng đầu tại Đài quan sát Palomar ở Hoa Kỳ và gây tranh cãi cho tới tận ngày nay.

Vẫn có một cuộc tranh luận gay gắt về việc liệu Sao Diêm Vương có nên là một hành tinh hay không. Khi hỏi các nhà thiên văn học, câu trả lời điển hình của họ sẽ là – nếu Sao Diêm Vương là một hành tinh, thì có rất nhiều thiên thể khác trong Hệ Mặt Trời cũng nên được coi là một hành tinh. Một trong số đó là Haumea, một tảng đá ít được khám phá ở vành đai Kuiper, là một trong những vật thể lớn kỳ lạ nhất hiện có trong Hệ Mặt Trời. Ở thời điểm hiện tại, vẫn một nhóm từ NASA đã và đang tiến hành nghiên cứu về sự kỳ lạ của Haumea.

Có 5 hành tinh lùn được công nhận chính thức trong hệ Mặt Trời của chúng ta, chúng là : Ceres, Diêm Vương Tinh (Pluto), Haumea, Makemake và Eris. Ngoại trừ Ceres nằm trong vành đai tiểu hành tinh, các hành tinh lùn khác đều được tìm thấy ở bên ngoài vành đai. Jose Luis Ortiz, nhà thiên văn học tại Viện Vật lý thiên văn Andalusia, Tây Ban Nha, và các cộng sự phát hiện một vành đai lớn xung quanh hành tinh lùn Haumea nằm bên ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương. Haumea mất khoảng 284 năm để thực hiện một vòng quỹ đạo quanh Mặt Trời, theo Science Alert.

Vì Haumea ở rất xa Trái Đất, nên rất khó và cũng có rất ít dữ liệu về vật thể kỳ dị này. Các tàu thăm dò của con người chưa bao giờ đến thăm được vật thể này, một phần vì nó quá nhỏ và xa để có thể đo chính xác bằng kính thiên văn trên Trái Đất. Vì vậy, các nhà nghiên cứu thường quan tâm và nghiên cứu đến nó nhờ vào công cụ yêu thích của hầu hết các nhà vật lý thiên văn – mô hình máy tính.

Tuy nhiên, các mô hình máy tính cần một lượng nhất định dữ liệu đầu vào để đưa ra dự đoán và cho mới nay, chúng ta mới chỉ phát hiện được một vài điều về Haumea. Một là nó quay nhanh như thế nào – một ngày chỉ kéo dài bốn giờ trên bề mặt của nó, ngắn hơn nhiều so với ngày của bất kỳ vật thể có kích thước tương tự nào trong Hệ Mặt Trời. Ngoài ra, nó hình dáng “chẳng giống ai”, trông hơi giống một quả bóng bầu dục, thay vì giống hình cầu mà hầu hết các vật thể cùng kích thước đều có.

Vành đai của Haumea có chiều rộng khoảng 70 km và bán kính 2.287 km. Các phần tử nhỏ trên vành đai hoàn thành một vòng quay khi hành tinh lùn này tự quay được ba vòng quanh trục. Haumea có hình dạng ellipsoid kéo dài khá bất thường. Kích thước của nó theo ba trục trong không gian lần lượt là 2.322 km1.704 km1.138 km. Nhóm nghiên cứu không phát hiện thấy dấu hiệu của khí quyển trên Haumea.

Tiến sĩ Noviello – tác giả chính của nghiên cứu cho biết, vật thể này cũng có một số “người anh em” – những vật thể nhỏ trông giống như băng nước trôi theo quỹ đạo tương tự xung quanh vật thể chính – nó giống như Mặt Trăng, nhưng nó không được coi là như vậy. Vì vậy, để hiểu được những điều kỳ lạ về vật thể này, các nhà nghiên cứu đã phải quay ngược thời gian, nghiên cứu về lịch sử của vật thể này – và tất nhiên là đưa ra một số ước tính.

Đó là một quá trình gồm hai bước. Đầu tiên, Jessica Noviello, hiện là nhà nghiên cứu postdoc tại Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA, đã phát triển một mô hình chỉ yêu cầu ba đầu vào riêng biệt – kích thước, khối lượng và tốc độ quay của Haumea. Kết quả đầu ra của mô hình đầu tiên đó sẽ cho ra những thông tin như kích thước và mật độ của lõi vật thể, sau đó được đưa vào một mô hình khác được sử dụng làm cơ sở lặp lại để tìm ra quy trình hình thành, phản ánh Haumea trông như thế nào bây giờ.

Việc đưa ra những thay đổi nhỏ đối với các thông số đầu vào của mô phỏng cuối cùng sẽ dẫn đến một tập hợp các kết quả mong đợi, có thể được so sánh với thực tế đo được. Nhưng nó cũng nêu bật một vài điều thú vị có thể xảy ra khi Haumea được hình thành.

Đầu tiên, nó có khả năng bị một vật thể khổng lồ đập vào trong giai đoan đầu hình thành. Do đó, quan tính đã khiến cho vận tốc quay của nó tăng đột biến. Đồng thời cú va chạm có thể khiến các bộ phận của Haumea văng ra, tạo thành những quả bóng băng nhỏ mà giờ đây được gọi là “người anh em” của nó.

Việc tạo ra những quả bóng băng nhỏ bé đó đòi hỏi một quá trình thứ hai, mất nhiều thời gian hơn, nhưng được cho là có tác động lớn. Sự quay nhanh khiến những tảng đá dày đặc hơn trượt xuống lõi của hành tinh lùn, và những tảng đá đó bắt di chuyển vị trí. Vì chúng, giống như tất cả các loại đá khác bên ngoài vũ trụ, đều có tính phóng xạ, do đó chúng bắt đầu làm tan chảy lớp băng nước đang đông lại trên lớp vỏ bên ngoài của Haumea.

Một phần nước sau đó tràn vào lõi, tạo ra một chất giống như đất sét, lực hướng tâm nhanh sau đó đã tạo ra hình dạng thuôn dài của vật thể mà chúng ta thấy ngày nay. Ngoài ra, một số quả cầu băng mất bám vào thiên thể chính và vỡ ra để tạo thành các thiên thể băng giá nhỏ hơn vẫn quay cùng quỹ đạo với hành tinh lùn mẹ.

Tại thời điểm này, tất cả các kết quả này đều đến từ những mô hình mô phỏng, nhưng chúng có ý nghĩa cả trên quan điểm logic và khoa học. Tuy nhiên, vẫn sẽ mất một thời gian trước khi chúng ta thu thập thêm bất kỳ dữ liệu cụ thể nào về Haumea hoặc những người anh em họ vành đai Kuiper của nó. Cho đến lúc đó, các nhà vật lý thiên văn sẽ phải hài lòng với những kết quả đến từ nghiên cứu như của Tiến sĩ Noviello và nhóm của bà đã được xuất bản gần đây trên Tạp chí Khoa học Hành tinh.