‘Khách liên sao’ trong Hệ Mặt trời

Oumuamua là tiểu hành tinh liên sao đầu tiên bay qua Hệ Mặt trời được ghi nhận. Tuy nhiên, những nghiên cứu mới nhất cho thấy, trong hệ hành tinh của chúng ta có thể có nhiều tiểu hành tinh đến từ các hệ sao khác.

Đĩa vật chất tiền hành tinh

Nhà khoa học Fathi Namouni ở Đài thiên văn Côte d’Azur (Pháp) và Helene Morais ở ĐH Sao Paulo (Brazil) phát hiện 19 vật thể được cho là đến từ các hệ hành tinh khác. Sự kiện này chứng tỏ, các vật thể liên sao trong Hệ Mặt trời có thể không phải là của hiếm như giả định ban đầu.

Những nghiên cứu về chủ đề này được đăng tải trên tạp chí “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” (Vương quốc Anh).

Các vật thể liên sao

Các nhà thiên văn học khẳng định, Oumuamua không phải là “vị khách” đầu tiên cũng như cuối cùng trong Hệ Mặt trời. Những nghiên cứu mới đây cho thấy, có cả một quần thể các vật thể sinh ra từ lân cận các ngôi sao khác.

Sao chổi 2I/Borysov (ảnh nhỏ).

Các nhà khoa học nhận diện được 19 vật thể liên sao trên cơ sở quan sát cách chúng di chuyển xung quanh Mặt trời. Theo họ, những vật thể này đến từ các hệ sao khác và bị rơi vào bẫy hấp dẫn của Hệ Mặt trời vào giai đoạn hệ hành tinh của chúng ta còn rất non trẻ, mới hình thành được vài triệu năm.

Namouni và Morais đã sử dụng máy tính để mô phỏng sự tiến hóa quỹ đạo những thiên thể bên ngoài sao Hải Vương (thiên thể vành đai Kuiper – KBO) và các vật thể gọi là centaur (hành tinh vi hình) quay giữa quỹ đạo sao Mộc và sao Hải Vương.

Tất cả 19 vật thể liên sao đều có quỹ đạo nghiêng (một số còn có quỹ đạo gần như vuông góc) so với mặt phẳng quỹ đạo các hành tinh trong Hệ Mặt trời.

Một trong những vật thể liên sao đó – tiểu hành tinh Ka’ epaoka’ awela, quay trên quỹ đạo tương tự như quỹ đạo sao Mộc, nhưng theo hướng ngược lại.

Quan sát các vật thể liên sao, Namouni và Morais đi đến kết luận là nếu chúng có xuất thân từ Hệ Mặt trời, thì chúng phải di chuyển trên quỹ đạo theo cùng hướng như tất cả các thiên thể khác. Tuy nhiên trong thực tế không phải như vậy.

Cái nôi tạo sao

Các nhà khoa học đã phân tích 17 centaur với góc nghiêng quỹ đạo lớn hơn 60 độ và 2 vật thể quay bên ngoài quỹ đạo sao Hải Vương, tức là thiên thể KBO.

Họ đã sử dụng dữ liệu đã biết về quỹ đạo những vật thể này để tạo nhiều phiên bản quỹ đạo cho từng vật thể, nhằm mục đích quan sát trên mô phỏng máy tính xem những quỹ đạo này có thể thay đổi theo thời gian như thế nào, tính từ khởi đầu vũ trụ (4,5 tỷ năm trước).

Chuyển động nghịch hành của tiểu hành tinh Kaepaokaawela.

Lúc đó, Hệ Mặt trời của chúng ta trông hoàn toàn khác so với bây giờ. Tất cả các thiên thể đều nằm trên một đĩa tương đối phẳng, quay xung quanh Mặt trời non trẻ (Mặt trời khi ấy còn nằm trong cái nôi tạo sao – nơi các sao hình thành trong lân cận đám mây khí và bụi).

“Sự gần gũi với các ngôi sao khác có nghĩa là trường hấp dẫn khi đó mạnh hơn nhiều so với ngày nay. Nhờ vậy, các tiểu hành tinh có thể được di chuyển từ một hệ sao sang hệ sao thứ hai”, nhà khoa học Namouni giải thích.

Như vậy, tất cả những gì sinh ra trong đĩa bồi tụ vật chất của ngôi sao non trẻ phải quay trên cùng một mặt phẳng và theo cùng một hướng.

Tuy nhiên, 19 vật thể liên sao đã không tuân theo quy luật này. Các mô phỏng quỹ đạo tiểu hành tinh Ka’ epaoka’ awela cho thấy, khởi đầu của quỹ đạo tiểu hành tinh này là không gian liên sao và bản thân tiểu hành tinh đã bị Hệ Mặt trời tóm bắt từ 4,5 tỷ năm trước.

Nhà khoa học Namouni và Morais khẳng định rằng, các vật thể mà họ nghiên cứu có lẽ đã bị trường hấp dẫn của Mặt trời “cầm tù”, chứ không phải chúng được sinh ra trong Hệ Mặt trời.

Hai nhà khoa học cũng cho rằng có rất nhiều những vật thể liên sao như vậy. Một số vật thể rơi vào gần Mặt trời; một số khác bị ném ra khỏi Hệ Mặt trời.

Nếu các vật thể này đúng là hình thành xung quanh các ngôi sao khác, thì chúng mang theo giá trị khoa học rất lớn.

Những đặc điểm giống và khác của chúng so với các tiểu hành tinh sinh ra trong Hệ Mặt trời có thể cho chúng ta biết nhiều điều hơn về sự hình thành Hệ Mặt trời và các hệ hành tinh khác.

“Việc phát hiện quần thể tiểu hành tinh có nguồn gốc liên sao là bước tiến quan trọng trong nhận biết các đặc điểm lý hóa giống và khác nhau giữa các tiểu hành tinh sinh ra trong Hệ Mặt trời và trong không gian liên sao.

Quần thể này mang lại cho chúng ta các chỉ dẫn về đề tài chòm sao, nơi hình thành Mặt trời, cách thức tóm bắt các tiểu hành tinh liên sao và vai trò của vật chất liên sao trong định hình tiến hóa Hệ Mặt trời” – nhà khoa học Helene Morais giải thích.

Oumuamua được phát hiện vào tháng 10/2017. Phát hiện này là một sự kiện mang tính lịch sử. Lần đầu tiên, chúng ta quan sát thấy “một vị khách liên sao” trong Hệ Mặt trời. Oumuamua “lộ diện” khi di chuyển ngang qua mâm Mặt trời và chuẩn bị rời khỏi hệ hành tinh của chúng ta. Chính vì thế, việc nghiên cứu nó còn hạn chế.

Vào cuối tháng 8 năm ngoái, các nhà thiên văn học chú ý đến một vật thể khác, đến Hệ Mặt trời từ một ngôi sao khác. Đó là sao chổi 2I/Borysov. Nó được nhà thiên văn nghiệp dư Gennadiy Borysov ở Krym, phát hiện.