Hành tinh thứ 9 có thể là một hành tinh lang thang lạc trôi vào hệ Mặt trời

Ở rất xa phía ngoài hệ Mặt trời đến mức khó từ vị trí đó khó có thể phân biệt được Mặt trời với một ngôi sao gần đó, có một thế giới băng giá, rộng lớn có thể đang ẩn nấp trong bóng tối, chờ đợi được nhân loại khám phá.

Hệ Mặt trời như đã biết có tám hành tinh chính thức: sao Thủy, sao Kim, Trái Đất, sao Hỏa, sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương và sao Hải Vương. Nhưng trong những năm gần đây, các nhà thiên văn học đã đề xuất rằng Hành tinh thứ 9 có thể đang ẩn náu ở những vùng xa xôi.

Tất nhiên, chúng ta không nói về sao Diêm Vương vốn đã bị hạ cấp từ “hành tinh” xuống thành "hành tinh lùn" vào năm 2006. Thay vào đó, các nhà khoa học tin rằng Hành tinh thứ 9 là một hành tinh khí hoặc băng khổng lồ cách xa hàng tỉ km so với các hành tinh còn lại. Nếu tồn tại, Hành tinh thứ 9 cũng có thể viết lại kiến thức của chúng ta về nguồn gốc và sự tiến hóa của hệ Mặt trời.

Các nhà thiên văn học đã dự đoán hành tinh giả định này có thể lớn đến mức nào và có thể nằm cách bao xa và thậm chí là nó sẽ ở đâu trong quỹ đạo quay quanh Mặt trời. Tuy nhiên, việc tìm ra Hành tinh thứ 9, đôi khi còn được gọi là Hành tinh X, đã khiến các nhà khoa học hoài công trong gần chục năm qua.

Nhưng cuộc săn lùng Hành tinh thứ 9 của hệ Mặt trời có thể sắp kết thúc. Các chuyên gia gần đây nói với trang Live Science rằng Đài thiên văn Vera C. Rubin đi vào hoạt động vào năm 2025 sẽ tạo bước đột phá và giúp chúng ta có thể xác quyết sự tồn tại của Hành tinh thứ 9 trong vòng vài năm tới.

Giả thuyết Hành tinh thứ 9

Mike Brown, nhà thiên văn học tại Caltech, người đã đề xuất giả thuyết về Hành tinh thứ 9 cho rằng rằng thực sự rất khó để giải thích về hệ Mặt trời mà không có Hành tinh thứ 9 dù thừa nhận mọi thứ chỉ sáng tỏ khi phát hiện ra nó.

Ý tưởng về hành tinh thứ 9 trong hệ mặt trời lần đầu tiên được nhen nhóm từ sau khi có những khám phá về sao Thiên Vương năm 1781 và sao Hải Vương năm 1846. Đây cũng là hai hành tinh muộn nhất được xác định trong khi các hành tinh còn lại đã được người Babylon phát hiện từ hơn 3.000 năm trước. Những khám phá về hai hành tinh băng sau cùng đã chứng minh rằng hệ Mặt trời lớn hơn nhiều so với những gì loài người từng nghĩ và làm dấy lên khả năng tồn tại những hành tinh khác đang chờ được phát hiện.

Nhưng ngoài sao Diêm Vương hiện đã bị hạ cấp xuống hành tinh lùn, không có vật thể nào phía ngoài sao Hải Vương đáp ứng đủ tiêu chuẩn làm hành tinh. Thay vào đó, chỉ là các vật thể trong Vành đai Kuiper - một vành khổng lồ gồm các tiểu hành tinh, sao chổi và hành tinh lùn quay quanh mặt trời ở phía ngoài sao Hải Vương. Và khi các nhà thiên văn lập bản đồ nhiều hơn về bên ngoài hệ Mặt trời mà không phát hiện gì, khả năng tồn tại một hành tinh ngoài đó ngày càng nhỏ.

Tuy nhiên, một khám phá năm 2004 đã thay đổi điều đó. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng Sedna – có vẻ là một hành tinh lùn nằm ngoài Vành đai Kuiper – có quỹ đạo kỳ lạ quanh mặt trời. Quỹ đạo bất thường của nó gợi ý rằng tồn tại một vật thể có khối lượng lớn khác ở hệ bên ngoài Mặt trời tác động lực hấp dẫn lên Sedna. Nhưng nếu không tìm được thêm thông tin, giả thuyết này khó được chứng minh.

Sau đó, trong một nghiên cứu năm 2014, các nhà thiên văn học thông báo rằng họ đã phát hiện một vật thể nhỏ hơn trong Vành đai Kuiper, được đặt tên là 2012 VP113, có quỹ đạo lệch tâm tương tự quỹ đạo của Sedna. Phát hiện này cũng gợi ý rằng nhiều vật thể phía ngoài quỹ đạo sao Hải vương (TNO) đang chờ được tìm thấy.

Những phát hiện này đã thu hút sự chú ý của Brown và nhà thiên văn học Konstantin Batygin. Cả hai nhà thiên văn tại đài Caltech nhận thấy rằng cả Sedna và 2012 VP113 đều có cùng một "điểm gấp khúc" trong quỹ đạo của chúng. Ở sự bất thường chung này, các vật thể lao xuống rất nhanh bên dưới mặt phẳng hoàng đạo của các hành tinh đã biết. Điều đó cho thấy rằng có thứ gì đó - chẳng hạn như một cụm tiểu hành tinh, một hành tinh lùn hoặc thậm chí là một hành tinh - đang kéo Sedna và 2012 VP113.

Brown, người đồng phát hiện ra Sedna và là người có công trong việc hạ bệ sao Diêm Vương, nói với Live Science: “Lúc đầu, chúng tôi không dám nói có một hành tinh vì chúng tôi nghĩ rằng việc tồn tại đó thật nực cười. Nhưng chúng tôi đã thử rất nhiều cách khác nhau để giải thích những gì đã quan sát thấy mà không có cách nào khác hiệu quả cả".

Ngay cả sau khi hai người nhận ra rằng Hành tinh thứ 9 có thể tồn tại, họ vẫn quyết định ngồi lại mổ xẻ thêm những phát hiện của mình cho đến khi có thể đưa ra một lời giải thích khác ít gây tranh cãi hơn. Tuy nhiên, sau đó họ tìm thấy thêm 4 TNO có quỹ đạo sai lệch khiến việc tồn tại Hành tinh thứ 9 bỗng nhiên trở thành lời giải thích hợp lý nhất.

Vào thời điểm đó, Brown và Batygin tính toán rằng chỉ có 2% khả năng để quỹ đạo của cả 6 TNO mà họ nghiên cứu đều có điểm kỳ lạ nhờ sự kiện ngẫu nhiên. Nói cách khác, có đến 98% tồn tại một hành tinh giấu mặt đã tác động lực hấp dẫn lên các TNO.

Vì vậy, vào năm 2016, Brown và Batygin đã công bố “Giả thuyết về Hành tinh thứ 9” của họ, điều này đã thu hút tâm trí của công chúng kể từ đó.

Một năm trên Hành tinh thứ 9 bằng 10.000 năm trên Trái đất

Kể từ năm 2016, Brown, Batygin và những người khác đã tiếp tục cuộc săn lùng Hành tinh thứ 9. Mặc dù họ vẫn chưa tìm thấy nhưng họ đã phát hiện ra nhiều TNO kỳ lạ hơn. Tổng cộng, họ đã phát hiện ra 13 TNO để củng cố thêm luận điểm tồn tại Hành tinh thứ 9.

Những khám phá này cũng thu hẹp phạm vi xác định kích thước tiềm năng của Hành tinh thứ 9, khoảng cách của nó với mặt trời và quỹ đạo của nó trong hệ Mặt trời.

Brown cho biết: “Ước tính sát nhất của chúng tôi là nó nặng hơn Trái đất khoảng 7 lần, không thì cũng nằm trong khoảng khối lượng gấp 5 đến 10 lần khối lượng của hành tinh chúng ta”. Như vậy, hành tinh thứ 9 sẽ trở thành hành tinh có khối lượng lớn thứ năm trong hệ mặt trời, sau sao Mộc, sao Thổ, sao Hải Vương và sao Thiên Vương.

Brown cho biết thành phần của Hành tinh thứ 9 có lẽ "giống Sao Hải Vương nhất" do nó ở xa Mặt trời. Ông nói thêm: “Do vậy, đường kính của nó sẽ khoảng gấp đôi đường kính Trái đất”. Một số nhà khoa học cũng cho rằng Hành tinh thứ 9 có thể tồn tại hệ mặt trăng xung quanh, giống như các hành tinh khí và băng trong hệ Mặt trời.

Nếu Hành tinh thứ 9 tồn tại, quỹ đạo trung bình nhiều khả năng cách Mặt trời khoảng 500 đơn vị thiên văn - nghĩa là nó cách Mặt trời hơn 500 lần so với Trái đất. Điều này nghe có vẻ khó tin, nhưng các nhà thiên văn đã phát hiện ra không ít ngoại hành tinh có kích thước tương tự vẫn quay quanh sao chủ ở những khoảng cách lớn như vậy.

Ở khoảng cách xa như vậy, có thể phải mất từ ​​5.000 đến 10.000 năm để Hành tinh thứ 9 hoàn thành một vòng quay quanh Mặt trời. Quỹ đạo của nó có thể có hình elip siêu gầy nên khoảng cách của nó với Mặt trời sẽ thay đổi rất nhiều theo thời gian. Hành tinh thứ 9 được dự báo không quay quanh cùng mặt phẳng hoàng đạo như 8 hành tinh còn lại, điều này khiến việc tìm kiếm nó càng khó khăn hơn.

Quỹ đạo bất thường của Hành tinh thứ 9 và khoảng cách cực xa với Mặt trời cũng làm tăng khả năng nó có xuất thân là một hành tinh lang thang từng bị đẩy ra một hệ sao khác. Sau khi trở thành một hành tinh lang thang giữa các vì sao thi bị Mặt trời bắt giữ bằng lực hấp dẫn.