Hành tinh lùn có vành đai giống sao Thổ trong Hệ Mặt trời

Các nhà khoa học phát hiện vành đai xung quanh một hành tinh lùn nằm phía bên ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương.

Vẫn có một cuộc tranh luận gay gắt về việc liệu sao Diêm Vương có nên là một hành tinh hay không. Khi hỏi các nhà thiên văn học, câu trả lời điển hình của họ sẽ là - nếu sao Diêm Vương là một hành tinh, thì có rất nhiều thiên thể khác trong Hệ Mặt trời cũng nên được coi là một hành tinh. Một trong số đó là Haumea, một tảng đá ít được khám phá ở vành đai Kuiper, là một trong những vật thể lớn kỳ lạ nhất hiện có trong Hệ Mặt trời. Ở thời điểm hiện tại, vẫn một nhóm từ NASA đã và đang tiến hành nghiên cứu về sự kỳ lạ của Haumea.

Jose Luis Ortiz, nhà thiên văn học tại Viện Vật lý thiên văn Andalusia, Tây Ban Nha, và các cộng sự phát hiện một vành đai lớn xung quanh hành tinh lùn Haumea nằm bên ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương. Haumea mất khoảng 284 năm để thực hiện một vòng quỹ đạo quanh Mặt Trời, theo Science Alert. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature hôm 11/10.

Hành tinh lùn Haumea có một vành đai xung quanh. (Ảnh: IAA-CSIC/UHU).

Vành đai thường xuất hiện xung quanh những hành tinh có kích thước khổng lồ trong Hệ Mặt trời bao gồm sao Thổ, sao Mộc, sao Thiên Vương, sao Hải Vương. Năm 2013, các nhà thiên văn cũng xác đinh được hai vành đai xung quanh tiểu hành tinh Chariklo có quỹ đạo giữa sao Mộc và sao Hải Vương.

Các nhà khoa học tại 10 phòng thí nghiệm khác nhau quan sát hành tinh lùn Haumea bằng 12 kính thiên văn trên khắp châu Âu, khi nó di chuyển qua phía trước ngôi sao tên là URAT1 533–182543.

Kết quả cho thấy, vành đai của Haumea có chiều rộng khoảng 70km và bán kính 2.287km. Các phần tử nhỏ trên vành đai hoàn thành một vòng quay khi hành tinh lùn này tự quay được ba vòng quanh trục. Haumea có hình dạng ellipsoid kéo dài khá bất thường. Kích thước của nó theo ba trục trong không gian lần lượt là 2.322km×1.704km×1.138km. Nhóm nghiên cứu không phát hiện thấy dấu hiệu của khí quyển trên Haumea.

Vì Haumea ở rất xa Trái Đất, nên rất khó và cũng có rất ít dữ liệu về vật thể kỳ dị này. Các tàu thăm dò của con người chưa bao giờ đến thăm được vật thể này, một phần vì nó quá nhỏ và xa để có thể đo chính xác bằng kính thiên văn trên Trái Đất. Vì vậy, các nhà nghiên cứu thường quan tâm và nghiên cứu đến nó nhờ vào công cụ yêu thích của hầu hết các nhà vật lý thiên văn - mô hình máy tính.

Haumea mất khoảng 284 năm để thực hiện một vòng quỹ đạo quanh Mặt trời.

Tuy nhiên, các mô hình máy tính cần một lượng nhất định dữ liệu đầu vào để đưa ra dự đoán và cho mới nay, chúng ta mới chỉ phát hiện được một vài điều về Haumea. Một là nó quay nhanh như thế nào - một ngày chỉ kéo dài bốn giờ trên bề mặt của nó, ngắn hơn nhiều so với ngày của bất kỳ vật thể có kích thước tương tự nào trong Hệ Mặt Trời.

Tiến sĩ Noviello - tác giả chính của nghiên cứu cho biết, vật thể này cũng có một số "người anh em" - những vật thể nhỏ trông giống như băng nước trôi theo quỹ đạo tương tự xung quanh vật thể chính - nó giống như Mặt Trăng, nhưng nó không được coi là như vậy. Vì vậy, để hiểu được những điều kỳ lạ về vật thể này, các nhà nghiên cứu đã phải quay ngược thời gian, nghiên cứu về lịch sử của vật thể này - và tất nhiên là đưa ra một số ước tính.

Đó là một quá trình gồm hai bước. Đầu tiên, Jessica Noviello, hiện là nhà nghiên cứu postdoc tại Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA, đã phát triển một mô hình chỉ yêu cầu ba đầu vào riêng biệt - kích thước, khối lượng và tốc độ quay của Haumea. Kết quả đầu ra của mô hình đầu tiên đó sẽ cho ra những thông tin như kích thước và mật độ của lõi vật thể, sau đó được đưa vào một mô hình khác được sử dụng làm cơ sở lặp lại để tìm ra quy trình hình thành, phản ánh Haumea trông như thế nào bây giờ.

Việc đưa ra những thay đổi nhỏ đối với các thông số đầu vào của mô phỏng cuối cùng sẽ dẫn đến một tập hợp các kết quả mong đợi, có thể được so sánh với thực tế đo được. Nhưng nó cũng nêu bật một vài điều thú vị có thể xảy ra khi Haumea được hình thành.

Đầu tiên, nó có khả năng bị một vật thể khổng lồ đập vào trong giai đoan đầu hình thành. Do đó, quan tính đã khiến cho vận tốc quay của nó tăng đột biến. Đồng thời cú va chạm có thể khiến các bộ phận của Haumea văng ra, tạo thành những quả bóng băng nhỏ mà giờ đây được gọi là "người anh em" của nó.

Haumea có khả năng bị một vật thể khổng lồ đập vào trong giai đoan đầu hình thành.

Việc tạo ra những quả bóng băng nhỏ bé đó đòi hỏi một quá trình thứ hai, mất nhiều thời gian hơn, nhưng được cho là có tác động lớn. Sự quay nhanh khiến những tảng đá dày đặc hơn trượt xuống lõi của hành tinh lùn, và những tảng đá đó bắt di chuyển vị trí. Vì chúng, giống như tất cả các loại đá khác bên ngoài vũ trụ, đều có tính phóng xạ, do đó chúng bắt đầu làm tan chảy lớp băng nước đang đông lại trên lớp vỏ bên ngoài của Haumea.

Một phần nước sau đó tràn vào lõi, tạo ra một chất giống như đất sét, lực hướng tâm nhanh sau đó đã tạo ra hình dạng thuôn dài của vật thể mà chúng ta thấy ngày nay. Ngoài ra, một số quả cầu băng mất bám vào thiên thể chính và vỡ ra để tạo thành các thiên thể băng giá nhỏ hơn vẫn quay cùng quỹ đạo với hành tinh lùn mẹ.

Tại thời điểm này, tất cả các kết quả này đều đến từ những mô hình mô phỏng, nhưng chúng có ý nghĩa cả trên quan điểm logic và khoa học. Tuy nhiên, vẫn sẽ mất một thời gian trước khi chúng ta thu thập thêm bất kỳ dữ liệu cụ thể nào về Haumea hoặc những người anh em họ vành đai Kuiper của nó. Cho đến lúc đó, các nhà vật lý thiên văn sẽ phải hài lòng với những kết quả đến từ nghiên cứu như của Tiến sĩ Noviello và nhóm của bà đã được xuất bản gần đây trên Tạp chí Khoa học Hành tinh.

• Bí mật trên sa mạc Sudan: Kim tự tháp của các vị vua Kushite
• Chuyên gia phản bác quan điểm: "cơm có gì đâu mà ngon, dễ gây mập, chỉ cần ăn rau thịt là đủ rồi"
• Các nhà thiên văn học cảm thấy bối rối vì một ngôi sao khổng lồ bỗng nhiên "mất tích"