Hành tinh thứ 9: Lỗ đen nguyên thủy nằm ngay trong Hệ mặt trời?

Bình luận Ánh Dương • 15:38, 13/07/20

Các nhà khoa học tại Đại học Harvard và Sáng kiến Lỗ đen (BHI) đã phát triển một phương pháp mới để tìm ra các lỗ đen bên ngoài rìa hệ mặt trời, và cùng với đó, xác định bản chất thực sự của Hành tinh 9. Dự án dự kiến khởi động từ giữa năm sau và sẽ kéo dài suốt một thập niên.

8 hành tinh của hệ mặt trời

Trong nhiều thế kỷ, các nhà thiên văn học đã suy đoán rằng Hệ Mặt trời chứa các hành tinh chưa được khám phá hết, chúng quay quanh ngôi sao chủ ở những quỹ đạo xa xôi, tối tăm vùng rìa Thái Dương Hệ.

Khi phát hiện những tác động của lực hấp dẫn lên các vật thể nhỏ hơn xung quanh, giới thiên văn học buộc phải tìm ra "thủ phạm". Cả Sao Hải vương và Sao Diêm vương đều được tìm ra theo cách này.

Không lâu sau khi phát hiện ra Sao Thiên vương vào thế kỷ 18, các nhà thiên văn học đã quan sát thấy quỹ đạo của hành tinh này không di chuyển với tốc độ mà các nhà khoa học dự đoán. Sao Thiên vương dường như tăng tốc ngẫu nhiên trên quỹ đạo của nó, sau đó lại giảm tốc. Nhà thiên văn học trẻ người Pháp Urbain Le Verrier (1811-1877) công bố ý tưởng táo bạo cho rằng đây là kết quả của một hành tinh lớn khác chưa được biết tới, ở gần Sao Thiên vương và tác động đến nóNgày 2/9/1846, nhờ có sự quan sát giúp đỡ của nhà thiên văn học người Đức Johann Galle, Urbain Le Verrier đã tìm ra Sao Hải vương.

Đến năm 1930, nhà thiên văn học người Mỹ Clyde Tombaugh (1906-1997) tìm ra Sao Diêm vương và trong suốt 76 năm (1930-2006), thế giới công nhận Sao Diêm vương là hành tinh thứ 9 trong Hệ Mặt trời. Tuy nhiên, đến năm 2006, do phát hiện Sao Diêm vương thiếu 1 trong 3 điều kiện của một hành tinh, Hiệp hội Thiên văn Quốc tế (IAU) chính thức "hạ cấp" sao Diêm Vương (Pluto) từ một hành tinh xuống hành tinh lùn.

Như vậy, Thái Dương Hệ chỉ còn 8 hành tinh. Đến nay, giới thiên văn học vẫn không ngừng săn tìm Hành tinh thứ 9. Đó cũng là câu đố thách thức các nhà khoa học hiện đại.

Kế hoạch xác định xem Hành tinh 9 có phải là một lỗ đen nguyên thủy không

Tiến sĩ Avi Loeb, Frank B. Baird Jr. Giáo sư Khoa học tại Harvard và Amir Siraj, sinh viên đại học Harvard, đã phát triển phương pháp mới để tìm kiếm các lỗ đen bên ngoài rìa hệ mặt trời dựa trên vầng lửa do sự gián đoạn của sao chổi chặn lại và đã đăng bài viết trên The Astrophysical Journal Letters (Tạp chí Vật lý thiên văn). 

Các nhà khoa học đã nhấn mạnh khả năng tận dụng sứ mệnh của nhiệm vụ Khảo sát Di sản Không gian và Thời gian (LSST) trong tương lai để quan sát các vầng lửa bồi tụ, sự hiện diện của nó có thể chứng minh hoặc loại trừ Hành tinh thứ 9 như một lỗ đen. . Nghiên cứu cho thấy LSST có khả năng tìm thấy các lỗ đen bằng cách quan sát các vầng lửa bồi tụ do tác động của các Mây tinh vân Oort (đám mây bụi khí, sao chổi và vân thạch khổng lồ), cũng đại diện cho ranh giới cuối cùng của hệ mặt trời.

Sinh viên Siraj nói: "Trong vùng lân cận của lỗ đen, các vật thể nhỏ gần đó sẽ tan chảy do quá trình gia nhiệt từ sự tích tụ khí từ môi trường liên sao lên lỗ đen". "Một khi chúng tan chảy, các vật thể nhỏ phải chịu sự phá vỡ của bức xạ bởi lỗ đen, sau đó các vật thể bị phá vỡ theo chiều dọc lên lỗ đen." Tiến sĩ Loeb nói thêm, "Bởi vì các lỗ đen thực chất tối, bức xạ vật chất phát ra trên miệng của lỗ đen là ánh sáng duy nhất trong môi trường tối này".

LSST sắp tới dự kiến sẽ có độ nhạy cần thiết để phát hiện các tia lửa bồi tụ, trong khi công nghệ hiện tại không thể làm như vậy nếu không có hướng dẫn. "LSST có một tầm nhìn rộng, bao trùm toàn bộ bầu trời hết lần này đến lần khác và tìm kiếm những ngọn lửa thoáng qua", Loeb nói. "Các kính viễn vọng khác rất giỏi trong việc chỉ vào một mục tiêu đã biết, nhưng chúng tôi không biết chính xác nơi cần tìm Hành tinh 9. Chúng tôi chỉ biết khu vực rộng lớn mà nó có thể cư trú", sinh viên Siraj nói thêm, "Khả năng khảo sát bầu trời hai lần mỗi tuần của LSST là vô cùng quý giá. Ngoài ra, độ quan sát sâu chưa từng có của nó sẽ cho phép phát hiện các vầng lửa phát ra từ các tác động tương đối nhỏ, thường xuyên hơn so với các vụ nổ lớn".

Bài báo tập trung vào Planet 9 nổi tiếng như là một ứng cử viên đầu tiên để các nhà khoa học tập trung tìm kiếm. Hầu hết các lý thuyết cho rằng Hành tinh 9 là một hành tinh chưa được phát hiện trước đây, nhưng nó cũng có thể đánh dấu sự tồn tại của một lỗ đen có khối lượng hành tinh.

"Hành tinh thứ 9 là một lời giải thích thuyết phục cho sự phân cụm quan sát được của một số vật thể bên ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Nếu sự tồn tại của Hành tinh 9 được xác nhận thông qua tìm kiếm điện từ trực tiếp, đây sẽ là phát hiện đầu tiên về một hành tinh mới trong hệ mặt trời trong suốt 2 thế kỷ qua, không kể Pluto (đã từng được gọi là Sao Diêm vương, nhưng từ 2006 các nhà khoa học đã tìm thấy nhiều vật thể ở phía ngoài hệ mặt trời giống sao Diêm vương nên đã không đưa Sao Diêm vương vào định nghĩa là ‘hành tinh’)’’, Siraj nói, Anh nói thêm rằng "Rất nhiều các suy đoán liên quan đến giải thích thay thế cho các quỹ đạo dị thường quan sát được bên ngoài rìa hệ mặt trời. Một trong những ý tưởng được đưa ra là khả năng Hành tinh 9 có thể là một lỗ đen có khối lượng hành tinh, kích cỡ như quả bưởi với khối lượng gấp 5 đến 10 lần Trái đất".

Sự tập trung vào Hành tinh 9 dựa trên cả ý nghĩa khoa học chưa từng có là một khám phá giả thuyết về lỗ đen-hành tinh trong hệ mặt trời sẽ tiếp tục được đặc biệt quan tâm và tìm hiểu những gì ở phía ngoài rìa hệ mặt trời. "Vùng ngoài rìa của hệ mặt trời là sân sau của chúng ta. Tìm hành tinh 9 giống như khám phá một người anh em họ sống ở phía sau nhà bạn mà bạn chưa từng biết đến", tiến sĩ Loeb nói. "Nếu tìm thấy Hành tinh thứ 9 này thì ngay lập tức các câu hỏi sẽ đặt ra: tại sao nó ở đó? Làm thế nào mà nó có được các thuộc tính của nó? Nó có định hình lịch sử hệ mặt trời không? Nó còn có những đặc điểm nào khác nữa?".

Chắc chắn các nhà khoa học có động lực để cố gắng. Việc phát hiện ra một lỗ đen quay quanh Mặt Trời sẽ là một "giải Oscar thiên văn" cho bất kỳ ai đảm nhận một sứ mệnh như vậy.

Ánh Dương

Theo phys.org/soha/thanhnien



BÀI CHỌN LỌC