Phát hiện về hành tinh mới có thể tái định nghĩa rìa hệ Mặt Trời
Hình ảnh quan sát hành tinh 2012 VP113 với 3 chấm màu khác biệt cho thấy đường di chuyển trên quỹ đạo.
Các nhà nghiên cứu đến từ viện khoa học Carnegie và đài quan sát Gemini đã vừa báo cáo về sự tồn tại của một thành viên mới trong hệ Mặt Trời của chúng ta. Hành tinh lùn có tên 2012 VP113 được tin là một trong hàng ngàn thiên thể nằm xa Trái Đất góp phần tạo nên lớp bên trong của đám mây tinh vân Oort - một đám mây bụi khí, sao chổi và vẩn thạch khổng lồ bao quanh hệ Mặt Trời với đường kính 1 năm ánh sáng.
Hành tinh mới được phát hiện bởi nhà nghiên cứu Scott Sheppard thuộc viện Carnegie và Chadwick Trujillo đến từ đài quan sát Gemini với sự hỗ trợ của camera thăm dò năng lượng đen trên kính thiên văn NOAO đặt tại Chile. Chiếc kính thiên văn 4 m này có trường quan sát lớn nhất trong số những kính thiên văn cùng cỡ, cho phép nhóm nghiên cứu dò quét một khu vực rộng lớn trên bầu trời đêm để tìm kiếm các đối tượng mà thông thường chúng quá mờ để có thể nhìn thấy.
Khi 2012 VP113 được phát hiện, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kính thiên văn Magellan 6,5 m tại đài quan sát Las Campanas thuộc Carnegie để xác định quỹ đạo của hành tinh lùn này. Kết quả cho thấy ở điểm gần nhất, 2012 VP113 cách Mặt Trời của chúng ta 80 đơn vị thiên văn AU (1 AU bằng khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời hay gần 150 triệu km). Qua đó, 2012 VP113 là hành tinh thứ 2 được tìm thấy bên ngoài vành đai Kuiper - một vành đai gồm các thiên thể băng nằm cách Mặt Trời từ 30 đến 50 AU và vẫn chịu lực hấp dẫn của Mặt Trời.
Hành tinh đầu tiên được phát hiện nằm ngoài giới hạn 50 AU của hệ Mặt Trời là Sedna. Đây là một hành tinh nhỏ và được tin là duy nhất. Hành tinh này bay trên quỹ đạo quanh Mặt Trời với điểm tiếp cận gần nhất là 76 AU. Tuy nhiên, phát hiện của 2012 VP113 đã bác bỏ vị trí "duy nhất" của Sedna. Do đó, phát hiện cũng khiến cho các nhà thiên văn phải đẩy lùi biên giới gần nhất của hệ Mặt Trời ra xa hơn. Linda Elkín-Tanton - giám đốc bộ phận nghiên cứu từ tính Trái Đất tại Carnegie đã nhấn mạnh điều này khi nói: "Phát hiện bất ngờ về 2012 VP113 đã giúp tái định nghĩa những hiểu biết của chúng ta về hệ Mặt Trời."
Ảnh mô tả quỹ đạo của 2012 VP113 (màu đỏ) và Sedna (màu cam) quanh hệ Mặt Trời tại trung tâm.
Giả thuyết mới về rìa hệ Mặt Trời giờ đây được tính vào lớp bên trong của đám mây tinh vân Oort. Sự khác biệt giữa lớp mây trong và ngoài của đám mây tinh vân Oort là các thiên thể ngoài cùng đang bay ở quỹ đạo cách Mặt Trời 1500 AU luôn luôn bị ảnh hưởng bởi lực hút của các ngôi sao kế cạnh. Tuy nhiên, những thiên thể thuộc lớp mây bên trong không bị ảnh hưởng bởi lực hút giao thoa này và bay theo một quỹ đạo ổn định hơn.
Các nhà thiên văn cho rằng có trên 900 thiên thể hiện diện tại lớp mây trong của đám mây Oort với quỹ đạo tương tự 2012 VP113 và một số có thể có kích thước trên 1000 km. Theo nhà nghiên cứu Sheppard: "Một số thiên thể thuộc lớp mây trong của Oort có thể lớn bằng sao Hỏa hoặc thậm chí Trái Đất. Bởi lẽ, nhiều thiên thể thuộc đám mây Oort nằm ở quá xa và thậm chí là những thiên thể lớn nhất có thể quá mờ để có thể được phát hiện bằng các công nghệ hiện tại."
Hiện có nhiều giả thuyết phổ biến liên quan đến quỹ đạo và sự bất thường của các hành tinh nhỏ như 2012 VP113 và Sedna. Giả thuyết đầu tiên cho rằng một hành tinh lớn với kích thước gấp 10 lần Trái Đất đã bị kéo ra khỏi quỹ đạo thông thường của nó bởi các hành tinh khổng lồ khác. Và khi thoát ra ngoài rìa hệ Mặt Trời, nó bị tác động bởi các thiên thể từ vành đai Kuiper khiến quỹ đạo khác thường. Tuy nhiên, giả thuyết này đã bị bác bỏ bởi theo khảo sát mới đây do vệ tinh WISA của NASA thực hiện, không có bằng chứng nào cho thấy có một siêu Trái Đất đang ẩn mình bên trong các biến giới của hệ Mặt Trời.
Do đó, nhiều khả năng quỹ đạo bất thường của hành tinh là kết quả từ một cuộc chạm trán với lực hút của một ngôi sao khác, hoặc là những hành tinh mới phát hiện trên thực tế là các ngoại hành tinh bị hút bởi Mặt Trời ngay khi vừa hình thành. Các nhà thiên văn cho rằng việc phát hiện những hành tinh lớn hơn tại lớp mây bên trong của đám mây Oort theo giả thuyết sẽ giúp làm sáng tỏ nguyên nhân gây nên quỹ đạo bất thường của các hành tinh nhỏ như 2012 VP113 và Sedna.
