Nemesis là một sao lùn đỏ giả thuyết. Sự tồn tại của ngôi sao này đã được đưa ra để giải thích một suy luận về tính chu kỳ trong tỷ lệ những cuộc tuyệt chủng sinh học trong niên đại địa chất.
Chắc hẳn mọi người từng nghe câu chuyện Hậu Nghệ bắn trúng Mặt trời, tất nhiên, thần thoại và truyền thuyết dù sao cũng là hư cấu, không thể nào có chín Mặt trời trên bầu trời được!
Tuy nhiên, Mặt trời có thể có một người anh em song sinh tên là Nemesis. Mối quan hệ giữa nó và Mặt trời không hề đơn giản, cứ sau 26 triệu năm, ngôi sao này sẽ quay lại một lần và kết quả là tất cả các sinh vật trên Trái đất sẽ phải đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng. Nghe có vẻ khó tin nhưng đây thực chất là một giả thuyết thiên văn nhằm giải thích các sự kiện tuyệt chủng định kỳ trên Trái đất và hoạt động của sao chổi trong Hệ Mặt trời.
Dựa trên dữ liệu từ đài quan sát X-quang Chandra của NASA, người ta ước tính rằng hơn 80% các ngôi sao trong vũ trụ nằm trong những hệ thống sao đôi hay đa sao.
Giả thuyết về ngôi sao Nemesis lần đầu tiên được đề xuất bởi các nhà thiên văn học người Mỹ Daniel Whitmire và Albert Jackson IV vào năm 1984. Họ phát hiện ra rằng trong các sự kiện tuyệt chủng sinh học kéo dài 500 triệu năm qua, Trái đất sẽ có một đợt tuyệt chủng sinh học hàng loạt khoảng 26 triệu năm một lần.
Họ tin rằng sự kiện tuyệt chủng định kỳ này có thể liên quan đến hoạt động của sao chổi trong Hệ Mặt trời. Họ suy đoán rằng Mặt trời có thể có một "người anh em song sinh" mà con người chưa phát hiện ra, đó là một ngôi sao đồng hành.
Quỹ đạo của ngôi sao đồng hành này rất ổn định và nó sẽ quay trở lại theo định kỳ khoảng 26 triệu năm một lần và mỗi lần nó sẽ mang đến tai họa tàn khốc cho các sinh vật trên Trái đất.
"Người anh em song sinh" của Mặt trời được các nhà thiên văn học đặt tên là sao Nemesis - Nemesis là nữ thần báo thù trong thần thoại Hy Lạp nên sao Nemesis còn được gọi là sao báo thù và sao đồng hành bóng tối.
Nemesis là một sao lùn đỏ, hay sao lùn nâu, nằm cách Mặt trời khoảng 50.000 đến 100.000 đơn vị thiên văn. Theo định luật Kepler, các nhà thiên văn học tính toán rằng nếu chu kỳ quỹ đạo của nó là 26 triệu năm, thì bán trục chính của quỹ đạo của nó là khoảng 1,4 năm ánh sáng. Theo đó, mối quan hệ giữa Mặt trời và Nemesis được gọi là hệ thống sao đôi trong vật lý.
Mô hình sao đôi cho Hệ Mặt trời của chúng ta là một viễn cảnh hấp dẫn, bởi vì nó có thể giải thích nhiều "hiện tượng bất thường" trong giả thuyết sao đơn.
Hệ thống sao đôi (hệ sao nhị phân) là một hệ thống thiên thể bao gồm hai ngôi sao dường như rất gần với các ngôi sao khác. Các hệ sao nhị phân có thể được chia thành các nhị phân vật lý và nhị phân quang học.
Nếu một ngôi sao quay quanh một ngôi sao khác và có tương tác hấp dẫn với nhau, chúng được gọi là sao đôi vật lý. Nếu hai ngôi sao trông có vẻ gần nhau nhưng thực ra lại rất xa nhau, chúng được gọi là nhị phân quang học.
Trong Dải Ngân Hà nơi có Mặt trời, hơn 50% số ngôi sao là hệ thống sao đôi. Người ta thường tin rằng cấu trúc của hệ thống sao đôi ổn định hơn hệ thống sao đơn. Trong lĩnh vực vật lý, đã có nhiều ý kiến khác nhau về nguyên nhân hình thành hệ sao đôi, có người cho rằng sự hình thành hệ sao đôi chủ yếu chịu tác động của lực hấp dẫn.
Nhiều ngôi sao có bản sao đồng hành, bao gồm hệ ba sao gần Trái đất nhất là Alpha Centauri.
Trong mọi trường hợp, Nemesis, với tư cách là ngôi sao đồng hành của Mặt trời, nó có thể ảnh hưởng sâu sắc đến các ngôi sao khác trong Hệ Mặt trời. Ngôi sao Nemesis tiếp cận Mặt trời khoảng 26 triệu năm một lần trên quỹ đạo của nó quanh Mặt trời.
Mỗi khi nó đến gần, nó sẽ thay đổi quỹ đạo của các tiểu hành tinh và sao chổi trong Đám mây Oort bằng lực hấp dẫn. Đám mây Oort là một đám mây hình cầu được cho là bao quanh Hệ Mặt trời. Bên trong nó chứa vô số sao chổi và một số lượng nhỏ tiểu hành tinh. Nó cách Mặt trời khoảng 50.000 đến 100.000 đơn vị thiên văn và có bán kính tối đa khoảng 1 năm ánh sáng.
Người ta ước tính rằng tổng khối lượng của Đám mây Oort là khoảng 3×10^25 kg, tức là khoảng 5 lần khối lượng Trái đất. Dưới lực hấp dẫn khổng lồ của ngôi sao Nemesis, một số sao chổi và tiểu hành tinh trong đám mây Oort sẽ bị "lôi" vào quỹ đạo bên trong của Hệ Mặt trời, và chúng tung hoành trên quỹ đạo của 8 hành tinh lớn. Một phần nhỏ trong số chúng sẽ bị hấp dẫn bởi lực hấp dẫn của Trái đất.
Trong Dải Ngân Hà nơi có Mặt trời, hơn 50% số ngôi sao là hệ thống sao đôi.
Sau khi bị lực hấp dẫn của Trái đất bắt giữ, các sao chổi nhỏ hơn cọ xát với không khí và bốc cháy khi chúng đi vào bầu khí quyển, còn các sao chổi và tiểu hành tinh lớn hơn sẽ va chạm trực tiếp vào bề mặt Trái đất, để lại những miệng hố lớn.
Nghiêm trọng hơn là những tác động liên tiếp sẽ khiến môi trường bên trong Trái đất thay đổi mạnh mẽ, nhiệt độ tăng cao đột ngột, gây ra thảm họa cho các sinh vật sống trên Trái đất. Giả thuyết này có thể giải thích một số sự kiện tác động nổi tiếng trong lịch sử Trái đất, chẳng hạn như tác động ở Chile đã quét sạch loài khủng long 65 triệu năm trước và tác động ở Vịnh Chesapeake đã giết chết các loài động vật có vú ở Bắc Mỹ 35 triệu năm trước.
Những sự kiện tác động này đều trùng khớp với thời điểm Nemesis tiếp cận Hệ Mặt trời.
Ngoài ra, giả thuyết này cũng có thể giải thích những thay đổi định kỳ trong hoạt động của sao chổi trong Hệ Mặt trời. Theo quan sát và phân tích thống kê của các nhà thiên văn học về sao chổi chu kỳ dài và sao chổi chu kỳ ngắn, người ta thấy rằng hai loại sao chổi này có các đỉnh và đáy hoạt động rõ ràng trong vài nghìn năm qua. Các đỉnh và đáy này tương ứng với các thời điểm khi Nemesis di chuyển đến gần hoặc xa hơn Hệ Mặt trời.
Một đơn vị thiên văn là khoảng cách trung bình giữa Mặt trời và Trái đất (150 triệu km).
Những phân tích trên đều xuất phát từ giả thiết của các nhà thiên văn học, khi cho rằng ngôi sao Nemesis thực sự tồn tại. Vậy, Nemesis có tồn tại không? Năm 1986, các nhà thiên văn học của Đại học California, Hoa Kỳ, đã sử dụng kính viễn vọng hồng ngoại để quét không gian gần Mặt trời, với hy vọng tìm thấy dấu vết của ngôi sao Nemesis, nhưng kết quả là thất bại.
Từ năm 1997 đến năm 2001, các nhà thiên văn học đã sử dụng khảo sát bầu trời 2 micron để phân loại và đo lường toàn diện các ngôi sao xung quanh Hệ Mặt trời, nhưng họ không tìm thấy sự tồn tại của ngôi sao Nemesis.
Những quan sát này đều cho thấy khả năng tồn tại của Nemesis là rất thấp, thậm chí có thể bị loại trừ. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là Nemesis hoàn toàn không có bất kỳ bằng chứng tồn tại nào.
Năm 2004, các nhà thiên văn học Michael Brown của Caltech đã phát hiện ra một hành tinh lùn tên là Sedna bên ngoài quỹ đạo của Sao Diêm Vương. Độ lệch tâm quỹ đạo của tiểu hành tinh này cực kỳ cao, điểm cận nhật của nó là 76 đơn vị thiên văn và điểm viễn nhật của nó đạt tới con số đáng kinh ngạc là 975 đơn vị thiên văn.
Sự lệch tâm cực độ này khiến các nhà khoa học cảm thấy rất kỳ lạ, bởi theo lý thuyết hiện tại, Sedna lẽ ra không tồn tại trong một quỹ đạo như vậy. Các nhà khoa học suy đoán rằng Sedna có thể được hình thành bởi một sự xáo trộn thiên thể chưa biết.
Thiên thể chưa biết này có thể là ngôi sao Nemesis. Khi ngôi sao Nemesis có thể tồn tại và di chuyển đến gần điểm cận nhật, Sedna có thể bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của Mặt trời và ngôi sao Nemesis đồng thời, do đó quỹ đạo và độ lệch tâm của nó sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều.
Sedna hiện là bằng chứng duy nhất có thể chứng minh sự tồn tại của ngôi sao Nemesis, nhưng nó không phải là bằng chứng thuyết phục. Bởi vì sự lệch tâm của Sedna cũng có thể được gây ra bởi những lý do khác, chẳng hạn như sự xáo trộn của các ngôi sao hoặc hành tinh khác, sự bất ổn trong Hệ Mặt trời bên trong hoặc các cơ chế vật lý chưa biết khác.
Do đó, cần có nhiều quan sát và nghiên cứu hơn để chứng minh sự tồn tại của Nemesis.