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.
Video đang HOT
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.
Vật thể bí ẩn được cho là phi thuyền của người ngoài hành tinh đã tăng tốc để rời khỏi Hệ Mặt Trời
Từ khi được phát hiện, các nhà thiên văn đã mất nhiều thời gian để tìm lời giải cho nguồn gốc của vật thể bí ẩn này.
Tháng 10/2017, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một vị khách bất ngờ xuất hiện trong Hệ Mặt Trời: một tiểu hành tinh đá hình điếu xì gà có đường kính khoảng 100 mét lao vào Hệ Mặt Trời từ hướng chòm sao Lyra với tốc độ khoảng 26 km/s, gần như vuông góc với mặt phẳng hoàng đạo.
Tốc độ cao và độ nghiêng lớn này cho thấy nó không thể là một thiên thể của Hệ Mặt Trời bên trong, mà đến từ một hệ sao xa xôi. Đây là lần đầu tiên con người phát hiện ra một thiên thể từ bên ngoài Hệ Mặt Trời trong Hệ Mặt Trời. Vì thiên thể này được phát hiện từ đài quan sát ở Hawaii, nên các nhà khoa học từ Liên minh Thiên văn Quốc tế đã đặt tên cho nó là 'Oumuamua theo ngôn ngữ địa phương của Hawaii, có nghĩa là "sứ giả đầu tiên".
Các nghiên cứu sâu hơn không cho thấy dấu vết đầu sao chổi, do đó, nó được tái phân loại trở thành một tiểu hành tinh.
'Oumuamua được phát hiện vào ngày 19/10/2017 bởi Robert Weryk thuộc Khoa Thiên văn học của Đại học Hawaii bằng kính viễn vọng Pan-STARRS tại Đài thiên văn Haleakala trên đảo Maui, Hawaii.
Chương trình Pan-STARRS là một dự án dành riêng cho việc giám sát các vật thể gần Trái Đất. Chương trình này có thể tìm thấy các vật thể tiềm năng gần Trái Đất bằng cách so sánh các hình ảnh của cùng một vùng bầu trời tại các thời điểm khác nhau. Khi Robert Weryk nhìn thấy một điểm sáng đáng ngờ trên máy tính của mình, anh không quá phấn khích vì những khám phá như vậy quá phổ biến.
Anh chỉ xem xét dữ liệu như bình thường và tra cứu dữ liệu của vài ngày trước, tuy nhiên sau đó đã phát hiện ra rằng điểm sáng này thực sự đã xuất hiện hai lần, nhưng nó đã bị bỏ qua trong quá trình xử lý dữ liệu. Sử dụng những dữ liệu này, anh nhanh chóng tính toán quỹ đạo của điểm sáng này và ngạc nhiên khi thấy rằng nó không có quỹ đạo hình elip hoặc parabol như các vật thể gần Trái Đất thông thường, mà có quỹ đạo cực kép. Điều này có nghĩa là điểm sáng này không bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn của Mặt Trời, mà đang di chuyển qua Hệ Mặt Trời với tốc độ siêu cao và sẽ không bao giờ quay trở lại.
Khi vẽ ra quỹ đạo của nó, người ta thấy rõ rằng nó không thể nào có xuất phát từ Hệ Mặt Trời, thay vào đó, nó phải được hình thành từ một hệ sao khác.
Nhận thấy rằng đây có thể là một phát hiện rất quan trọng và hiếm có, Robert Weryk đã nhanh chóng gửi thông tin này đến Trung tâm Tiểu hành tinh Quốc tế. Ngay khi 'Oumuamua được phát hiện, nó đã gây ra sự quan tâm và tò mò lớn từ các nhà khoa học và công chúng trên toàn thế giới.
Chính xác nó là gì? Nó đến từ đâu? Nó có liên quan gì đến các nền văn minh ngoài hành tinh không? Để làm sáng tỏ những bí ẩn này, các nhà khoa học đã tiến hành quan sát và phân tích chuyên sâu về 'Oumuamua bằng nhiều kính viễn vọng và dụng cụ khác nhau.
Tuy nhiên, khi 'Oumuamua rời xa Trái Đất, nó nhanh chóng mờ đi và ngày càng khó quan sát. Chỉ hai tháng sau khi phát hiện ra nó, 'Oumuamua đã không còn nhìn thấy được ngay cả với những kính viễn vọng nhạy cảm nhất trên mặt đất.
Trong thời gian quan sát hạn chế, các nhà khoa học đã thu thập một số dữ liệu và thông tin về 'Oumuamua, nhưng cũng gặp phải một số hiện tượng và mâu thuẫn không thể giải thích được.
Những hiện tượng và mâu thuẫn này đã kích thích trí tưởng tượng và óc sáng tạo của các nhà khoa học, đồng thời làm nảy sinh một số giả thuyết và suy đoán táo bạo và gây tranh cãi. Một trong những giả thuyết nổi bật và được thảo luận nhiều nhất là 'Oumuamua có thể là tàu vũ trụ của người ngoài hành tinh hoặc một loại buồm Mặt Trời (cánh buồm ánh sáng). Giả thuyết được đưa ra bởi các nhà khoa học Shmuel Biali và Avi Loeb của Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard.
'Oumuamua có chiều dài rất bất thường, một tỉ lệ phi lý với một tiểu hành tinh, nhưng với cấu trúc của tàu không gian, nó lại trở nên rất hợp lý nhằm giảm tối thiểu các tổn thương gây ra do bụi liên sao.
Theo phép đo chính xác về quỹ đạo của 'Oumuamua bởi Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và các tổ chức khác, họ phát hiện ra rằng 'Oumuamua đã nhận được một lực gia tốc bổ sung yếu và liên tục khi rời khỏi Hệ Mặt Trời. Lực gia tốc này không thể được giải thích bằng các hiệu ứng phi hấp dẫn đã biết từ các tia sao chổi, vì 'Oumuamua không cho thấy bất kỳ hoạt động phản lực hoặc đuôi sao chổi nào.
Shmuel Biali và Avi Loeb tin rằng lực gia tốc bổ sung này có thể đến từ ánh sáng Mặt Trời, nghĩa là 'Oumuamua có thể là một vật thể có thể được đẩy đi nhờ ánh sáng Mặt Trời, tương tự như buồm Mặt Trời do con người tạo ra. Cánh buồm Mặt Trời là một công nghệ sử dụng lực đẩy do ánh sáng Mặt Trời tạo ra để đẩy một phương tiện đi qua không gian giữa các vì sao.
Ánh sáng Mặt Trời tuy không có khối lượng nhưng lại có xung lượng, khi chiếu vào một vật sẽ truyền cho vật đó một xung lượng rất nhỏ. Nếu vật thể đủ nhẹ và đủ lớn, xung lực này có thể tạo ra một gia tốc đáng kể.
Chính phủ Ấn Độ từng phóng những nhiệm vụ hoạt động nhờ cánh buồm Mặt trời nhằm hỗ trợ vệ tinh liên lạc vào năm 1992 và 2003. Cơ quan khám phá vũ trụ Nhật Bản (JAXA) phóng thành công tàu vũ trụ mới IKAROS trang bị cánh buồm Mặt trời vào năm 2010 để nghiên cứu sao Kim và Mặt trời. Từ sau đó, NASA và tổ chức nghiên cứu phi lợi nhuận Planetary Society đều từng phóng thành công tàu trang bị cánh buồm Mặt trời lên quỹ đạo thấp của Trái Đất.
Những cánh buồm ánh sáng được coi là công nghệ du hành giữa các vì sao đầy hứa hẹn vì chúng không cần mang theo nhiên liệu và có thể tiếp tục tăng tốc miễn là có đủ ánh sáng Mặt Trời.
Avi Loeb đã tính toán rằng quỹ đạo của một cánh buồm ánh sáng với độ dày nhỏ hơn 1 mm một chút có thể khớp với các quan sát của Hubble. Các quan sát về sự thay đổi độ sáng của 'Oumuamua cũng cho thấy 'Oumuamua là một thiên thể rất hẹp và dài, với tỷ lệ trục dài và trục ngắn là 5:1 hoặc thậm chí lớn hơn, cũng có dạng giống như một cánh buồm nhẹ ánh sáng ở một mức độ nhất định.
Vì vậy, Shmuel Biali và Avi Loeb cho rằng 'Oumuamua có thể không phải là vật thể tự nhiên. Nếu 'Oumuamua thực sự là tàu vũ trụ của người ngoài hành tinh hay một loại buồm Mặt Trời, thì nó đến từ đâu? Làm thế nào mà nó vào được Hệ Mặt Trời? Nó có mục đích gì? Những câu hỏi này đã gây ra sự tò mò vô cùng lớn đối với cộng đồng khoa học và công chúng. Tuy nhiên, vì 'Oumuamua đã rời khỏi tầm nhìn của chúng ta nên các nhà thiên văn học đã không còn cơ hội để quan sát và phát hiện thêm nữa.
Theo tốc độ và hướng của 'Oumuamua khi đi vào Hệ Mặt Trời, các nhà khoa học suy luận rằng nó có thể đến từ một hệ sao cách chúng ta khoảng 20 năm ánh sáng theo hướng của Cetus - hệ sao chứa bốn sao lùn đỏ, hai trong số đó đã được xác nhận là chứa các hành tinh quay quanh chúng.
Nhiều người theo giả thuyết âm mưu cho rằng: nếu 'Oumuamua thực sự được phóng từ hệ sao này, thì có thể phải mất hàng triệu, thậm chí hàng tỷ năm mới đến được với chúng ta. Trong cuộc hành trình dài này, 'Oumuamua có thể đã gặp phải nhiều rủi ro và trở ngại khác nhau, chẳng hạn như gió sao, bụi vũ trụ và vi thiên thạch. Những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của 'Oumuamua, khiến nó không thể hoạt động bình thường hoặc không truyền được tín hiệu. Cũng có thể 'bản thân 'Oumuamua là một máy dò hoặc đèn hiệu thụ động chỉ được kích hoạt hoặc gửi tín hiệu khi nó ở gần một số mục tiêu nhất định.
Dù cho không tìm thấy bất cứ dấu vết nào của người ngoài hành tinh, vẫn luôn có khả năng chúng ta sẽ tìm thầy những kết quả có giá trị về mặt khoa học.
Trong mọi trường hợp, 'Oumuamua mang đến cho chúng ta cơ hội và thách thức hiếm có để suy nghĩ về khả năng và sự đa dạng của các thiên thể và sự sống bên ngoài Hệ Mặt Trời. 'Oumuamua cũng khiến chúng ta nhận ra rằng hiểu biết của chúng ta về Hệ Mặt Trời và vũ trụ vẫn còn rất hạn chế, phiến diện, và chúng ta cần nhiều quan sát, khám phá hơn để mở rộng tầm nhìn cũng như kiến thức của mình. Có lẽ trong tương lai gần, chúng ta sẽ lại bắt gặp 'Oumuamua hoặc những thiên thể tương tự. Vậy câu hỏi khi đó được đặt ra có thể vẫn là 'Oumuamua là vật thể nhân tạo hay thiên thể tự nhiên?
Những phát hiện giá trị khi NASA chụp được siêu Trái đất màu hồng NASA đã chụp được hình ảnh gần nhất về hành tinh bí ẩn còn được gọi là siêu Trái đất hay sao Hải Vương thu nhỏ. Đây là tất cả những gì bạn cần biết. Hành tinh bí ấn có tên GJ 1214 b Bạn đã nghe nói về một hành tinh xa xôi bên ngoài hệ Mặt trời của chúng ta chưa?...
