Vành đai Kuiper: Khu vực bí ẩn của Hệ Mặt Trời, nơi hành tinh thứ 9 có thể đang ẩn náu

Trong Hệ Mặt Trời, Vành đai Kuiper là khu vực bí ẩn nằm ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương, là khu vực vành đai có hình chiếc nhẫn và được coi là một trong những di tích quan trọng nhất trong Hệ Mặt Trời.

Vành đai Kuiper lần đầu tiên được đề xuất bởi nhà thiên văn học người Hà Lan Gerard Kuiper. Ông đã đề xuất vào những năm 1940 rằng có một vùng vành đai giống như chiếc nhẫn bên ngoài Sao Hải Vương chứa đầy các vật thể băng giá. Do đó khu vực này được đặt tên là “Vành đai Kuiper”.

Các thiên thể trong vành đai Kuiper cách rất xa Mặt Trời. Hầu hết trong số chúng đều là những vật liệu đóng băng còn sót lại của quá trình hình thành nên hệ Mặt Trời 4,6 tỷ năm về trước. Nghiên cứu về vành đai Kuiper có thể giúp trả lời câu hỏi về nguồn gốc của chúng ta trong không gian. Những gì chúng ta chưa từng biết trước đây có thể được hé lộ.

Vành đai Kuiper là một khu vực rất xa. Các thiên thể ở khu vực này rất nhỏ, phần lớn chỉ dài từ hàng chục đến hàng trăm km, còn những thiên thể lớn nhất chỉ lớn bằng Sao Diêm Vương.

Các thiên thể trong Vành đai Kuiper có thành phần chủ yếu là băng và đá nên còn được gọi là “tiểu hành tinh băng”. Quỹ đạo của những vật thể này rất dài và có độ nghiêng lớn so với mặt phẳng hoàng đạo. Bởi vì quỹ đạo của chúng rất không ổn định nên nhiều trong số chúng có thể đi ngang qua quỹ đạo của Sao Hải Vương hoặc thậm chí đi vào bên trong Hệ Mặt Trời.

Sự tồn tại của hành tinh thứ 9 là chủ đề được tranh luận rộng rãi trong cộng đồng khoa học đã nhiều năm. Giới thiên văn học từ lâu nay luôn đưa ra giả thiết về hành tinh thứ 9 với lực hấp dẫn rất lớn được cho là tồn tại ở rìa ngoài của Hệ Mặt trời, vốn chính là tác nhân gây ra sự co cụm kỳ lạ của các vật thể ở Vành đai Kuiper (gồm những thiên thể ở ngoài quỹ đạo Sao Hải Vương), cũng như khiến các vật thể này di chuyển bất thường ở quỹ đạo quanh Mặt Trời.

Năm 2016, Mike Brown, nhà thiên văn học thuộc viện công nghệ California (Caltech) đã phát hiện ra một thiên thể mới tên là “Orca”, nằm trong Vành đai Kuiper. Thiên thể này nặng hơn Sao Diêm Vương nhưng quỹ đạo của nó cũng rất không ổn định và có thể vượt ra ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương.

Sau khi Orca được phát hiện, một số nhà thiên văn học bắt đầu nghi ngờ rằng có thể còn có nhiều thiên thể ẩn giấu trong Vành đai Kuiper, thậm chí có thể có hành tinh thứ chín. Bởi nếu Orca là một hành tinh thì nó sẽ chịu tác động hấp dẫn của các hành tinh khác trong Vành đai Kuiper. Vì vậy, một số nhà thiên văn học bắt đầu tìm kiếm các thiên thể khác trong Vành đai Kuiper để xác định xem hành tinh thứ chín có thực sự tồn tại hay không.

Hành tinh thứ 9 – có bí danh là tinh cầu X hay Planet X. Hành tinh này chưa từng được nhìn thấy, mà các nhà khoa học chỉ có thể nghi ngờ về sự tồn tại của nó khi quan sát các hành tinh lùn và một số tinh cầu trên Vành đai Kuiper. Quỹ đạo của những hành tinh này dường như bị ảnh hưởng bởi một vật thể có trọng lượng khổng lồ, và đó có thể là Planet X. Theo dự đoán, Planet X có kích cỡ bằng với Sao Hải Vương, cùng khối lượng nặng gấp 10 lần Trái Đất.

Hiện tại, sự hiểu biết của chúng ta về Vành đai Kuiper vẫn còn rất hạn chế nên việc nghiên cứu trong tương lai là rất cần thiết. Một số nhà thiên văn học đã bắt đầu sử dụng các thiết bị tiên tiến hơn để quan sát các vật thể trong Vành đai Kuiper nhằm hiểu rõ hơn về đặc điểm và động lực học của các vật thể trong khu vực này. Đồng thời, một số nhà thiên văn học đã bắt đầu sử dụng các phương pháp mô phỏng số để nghiên cứu sự tồn tại của hành tinh thứ chín và các đặc điểm quỹ đạo của nó.

Tóm lại, Vành đai Kuiper là một khu vực bí ẩn và chúng ta cần nghiên cứu thêm để hiểu rõ đặc điểm cũng như động thái của nó. Đồng thời, nếu hành tinh thứ chín thực sự tồn tại, nó sẽ có tác động sâu sắc đến sự hiểu biết của chúng ta về sự tiến hóa của Hệ Mặt Trời. Vì vậy, các nghiên cứu tiếp theo sẽ tiếp tục được tiến hành chuyên sâu.

Tương tự như vành đai tiểu hành tinh, Vành đai Kuiper là vùng còn sót lại từ lịch sử ban đầu của Hệ Mặt Trời. Hình dạng tổng thể của nó giống như một chiếc đĩa phồng lên hoặc chiếc bánh rán. Rìa trong của nó bắt đầu ở quỹ đạo của Sao Hải Vương, cách Mặt Trời khoảng 30 AU (1 AU, hay đơn vị thiên văn, là khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời). Vùng chính bên trong của vành đai Kuiper kết thúc ở khoảng cách khoảng 50 AU tính từ Mặt Trời. Chồng lên rìa ngoài của phần chính của Vành đai Kuiper là khu vực thứ hai được gọi là đĩa phân tán, tiếp tục hướng ra ngoài tới gần 1.000 AU.

Các nhà thiên văn học cho rằng các vật thể băng giá của Vành đai Kuiper là tàn dư từ quá trình hình thành Hệ Mặt Trời. Tương tự như mối quan hệ giữa vành đai tiểu hành tinh chính và Sao Mộc, đó là khu vực của các vật thể có thể kết hợp với nhau để tạo thành một hành tinh nếu Sao Hải Vương không có ở đó.

Cho đến nay, hơn 2.000 vật thể Vành đai Kuiper, hay KBO, đã được các nhà quan sát lập danh mục, nhưng chúng chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong tổng số vật thể mà các nhà khoa học nghĩ là có ở ngoài đó.

Vành đai Kuiper thực sự là một biên giới trong không gian – đó là nơi chúng ta mới bắt đầu khám phá và sự hiểu biết của chúng ta về nó vẫn chưa đủ nhiều.