Bí ẩn hành tinh thứ 9: ‘Quái vật’ khổng lồ đang ẩn náu ở rìa Hệ Mặt Trời?

Trong hơn một thế kỷ, các nhà thiên văn học luôn bị cuốn hút bởi một khả năng đầy hấp dẫn: một hành tinh chưa từng được phát hiện (tạm gọi là hành tinh thứ 9 – Planet Nine) có thể đang ẩn náu ở những vùng xa xôi nhất của Hệ Mặt Trời.

Cuộc săn tìm thế giới bí ẩn này đã trải qua nhiều giai đoạn. Năm 1846, việc phát hiện Hải Vương tinh cho thấy một hành tinh chưa nhìn thấy trực tiếp vẫn có thể được suy đoán thông qua ảnh hưởng hấp dẫn của nó lên các thiên thể khác.

Từ đó, giới thiên văn bắt đầu nghiêm túc tìm kiếm một hành tinh thứ 9, mà dường như đã đi đến hồi kết vào năm 1930 khi nhà thiên văn Clyde W. Tombaugh phát hiện sao Diêm Vương.

Tuy nhiên, nhiều thập kỷ sau, vào tháng 8/2006, sao Diêm Vương bị loại khỏi danh sách các hành tinh chính thức và được phân loại lại thành hành tinh lùn.

Quyết định này mở ra cuộc tranh luận kéo dài đến ngày nay về bản chất và vị trí của thiên thể thuộc vành đai Kuiper này.

Nhưng vượt lên trên tranh cãi về việc sao Diêm Vương có nên được gọi là hành tinh hay không, một câu hỏi khác vẫn chưa có lời giải: liệu còn một hành tinh thứ 9 thực sự đang tồn tại ở vùng xa xôi của Hệ Mặt Trời?

Đáng chú ý, một số nhà thiên văn học hiện nay thậm chí tin rằng câu trả lời có thể sắp được tìm thấy.

Từ “Hành tinh X” đến giả thuyết hành tinh thứ 9

Câu chuyện về hành tinh thứ 9 chưa được xác nhận bắt đầu từ những thập niên đầu của thế kỷ 20. Khi đó, các nhà thiên văn cho rằng tương tự như cách Hải Vương tinh được suy luận từ những bất thường trong chuyển động của Thiên Vương tinh, dấu hiệu về những hành tinh còn xa hơn cũng có thể được phát hiện thông qua những sai lệch trong quỹ đạo của các thiên thể đã biết.

Nhà thiên văn học người Mỹ Percival Lowell là một trong những người theo đuổi ý tưởng này. Ông cho rằng những bất thường trong quỹ đạo của cả Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh có thể là dấu hiệu cho thấy tồn tại một hành tinh rất xa chưa được phát hiện. Lowell đặt tên giả thuyết này là “Planet X” – Hành tinh X.

Ngày nay, tên gọi Planet X đôi khi được sử dụng để chỉ cùng ý tưởng với “Planet Nine” – hành tinh thứ 9. Tuy nhiên, hai khái niệm thực tế có những điểm khác biệt quan trọng.

Những cuộc tìm kiếm Planet X ban đầu tập trung vào chuyển động của Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh. Nhưng dữ liệu thu được sau các chuyến bay ngang qua hai hành tinh này của tàu Voyager 2 vào thập niên 1980 cho thấy quỹ đạo của chúng có thể được giải thích mà không cần viện đến một hành tinh thứ 9 chưa biết.

Trong khi đó, giả thuyết Planet Nine hiện đại tập trung vào những vùng xa hơn rất nhiều, đặc biệt là hành vi quỹ đạo của các vật thể nhỏ nằm ở rìa Hệ Mặt Trời.

Năm 2016, hai nhà thiên văn học của Viện Công nghệ California (Caltech), Konstantin Batygin và Michael Brown, đưa ra lập luận rằng một hành tinh chưa được phát hiện có thể giải thích những kiểu quỹ đạo kỳ lạ của một số vật thể xuyên Hải Vương tinh cực xa.

Những dấu vết hấp dẫn ngày càng đáng chú ý

Điểm quan trọng trong giả thuyết Planet Nine không nằm ở việc các nhà thiên văn đã nhìn thấy hành tinh này. Họ chưa làm được điều đó.

Thay vào đó, họ tìm kiếm “dấu vân tay hấp dẫn” mà một hành tinh lớn có thể để lại trên các vật thể nhỏ ở vùng ngoài Hệ Mặt Trời.

Năm 2024, nhóm nghiên cứu của Caltech công bố thêm những kết quả mới, tập trung đặc biệt vào các vật thể có chu kỳ quỹ đạo dài và độ nghiêng quỹ đạo thấp, trong đó có những thiên thể cắt qua quỹ đạo của Hải Vương tinh.

Trao đổi với Space, Batygin cho biết những vật thể này về mặt động lực học là không ổn định, do đó quần thể của chúng phải liên tục được bổ sung.

Theo ông, nghiên cứu năm 2024 cho thấy hành tinh thứ 9 có thể tạo ra một cách tự nhiên quần thể vật thể được quan sát hiện nay, trong khi mô hình không có Planet Nine lại mâu thuẫn mạnh với dữ liệu sau khi tính đến những sai lệch trong quan sát.

Theo Batygin, giả thuyết hành tinh thứ 9 có khả năng giải thích nhiều đặc điểm bất thường ở vùng ngoài Hệ Mặt Trời.

Trong đó có hiện tượng các quỹ đạo dường như tập trung theo một số hướng nhất định, khoảng cách cận nhật rất lớn của một số vật thể, sự tồn tại của những thiên thể chuyển động theo quỹ đạo ngược chiều và các vật thể có quỹ đạo nghiêng rất lớn so với mặt phẳng quỹ đạo thông thường.

Nếu tất cả những hiện tượng này thực sự có chung một nguyên nhân, một hành tinh khổng lồ nằm ở khoảng cách rất xa có thể là lời giải thích đáng chú ý.

Thứ còn thiếu: nhìn thấy chính Planet Nine

Dù bằng chứng gián tiếp ngày càng nhiều, vẫn tồn tại một vấn đề rất lớn: chưa ai trực tiếp phát hiện hành tinh thứ 9.

Theo Batygin, đây hiện là mảnh ghép duy nhất còn thiếu trong bức tranh bằng chứng đang được xây dựng. Ông thừa nhận việc phát hiện trực tiếp vẫn rất khó khăn, nhưng cho rằng các dữ liệu hiện có vẫn cần một lời giải thích thuyết phục.

“Nếu cấu trúc động lực học quan sát được là có thật”, Batygin nhận định, hiện chưa có một lời giải thích lý thuyết thay thế nào có sức thuyết phục tương đương.

Điều này không đồng nghĩa hành tinh thứ 9 chắc chắn tồn tại. Trong khoa học, một giả thuyết chỉ có thể được xác nhận khi những dự đoán của nó tiếp tục phù hợp với dữ liệu và cuối cùng thiên thể được phát hiện hoặc tác động của nó được chứng minh bằng phương pháp độc lập.

Hy vọng lớn hiện nay đến từ thế hệ kính thiên văn mới. Một trong những công cụ được kỳ vọng nhiều nhất là Đài quan sát Vera C. Rubin tại Chile, cơ sở có khả năng khảo sát bầu trời với quy mô và tốc độ chưa từng có.

Các quan sát mới có thể giúp phát hiện thêm nhiều vật thể cực xa trong Hệ Mặt Trời. Khi số lượng mẫu tăng lên, các nhà khoa học sẽ có điều kiện kiểm tra chính xác hơn liệu những kiểu sắp xếp quỹ đạo bất thường có thực sự tồn tại hay chỉ là kết quả của thiên lệch quan sát.