Các nhà vật lý thiên văn tại đại học Bern (Thuỵ Sĩ) đã xây dựng mô hình tiến hoá của hành tinh giả định ở phần ngoài Hệ Mặt Trời. Họ ước tính rằng thiên thể này có bán kính hiện tại khoảng 3,7 lần bán kính Trái Đất và nhiệt độ là âm 226 độ C.
Hành tinh số 9 lớn và sáng như thế nào nếu nó thực sự tồn tại? Nhiệt độ của nó ra sao và kính thiên văn như thế nào có thể tìm ra nó? Đó là những câu hỏi mà Christoph Mordasini - giáo sư đại học Bern và sinh viên đang học tiến sĩ của ông là Esther Linder muốn trả lời khi họ nghe về khả năng có thêm một hành tinh trong Hệ Mặt Trời do Konstantin Batygin và Mike Brown ở Viện công nghệ California (Caltech) đề xuất.
Các nhà khoa học Thuỵ Sĩ là những chuyên gia về mô hình tiến hoá của hành tinh. Họ thường nghiên cứu sự tạo thành của các ngoại hành tinh trẻ trong các đĩa quanh các sao cách chúng ta nhiều năm ánh sáng và khả năng ghi hình trực tiếp các thiên thể này với các thiết bị tương lai như kính thiên văn không gian James Webb.
Esther Linder nói: "Với tôi thì ứng viên hành tinh số 9 là một đối tượng gần, mặc dù nó cách Mặt Trời xa hơn Trái Đất tới 700 lần." Các nhà vật lý thiên văn giả định rằng hành tinh số 9 là phiên bản nhỏ hơn của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương - một hành tinh băng khổng lồ loại nhỏ bao bọc bởi hydro và heli. Với mô hình tiến hoá hành tinh này, họ tính toán các thông số như bán kính hành tinh và độ sáng xem cách chúng tiến triển theo thời gian kể từ khi Hệ Mặt Trời hình thành 4,6 tỷ năm trước.
Làm nóng từ bên trong
Trong bài báo được chấp thuận bởi tạp chí Astronomy & Astrophysics (Thiên văn học và Vật lý thiên văn), các nhà khoa học kết luận rằng hành tinh với khối lượng khoảng 10 lần Trái Đất như dự đoán này có bán kính hiện tại khoảng 3,7 lần Trái Đất. Nhiệt độ của nó là âm 226 độ C, tức 47K. "Điều đó có nghĩa là phát xạ của hành tinh bị chi phối bởi lõi của nó, nếu không nhiệt độ của nó sẽ chỉ khoảng 10K," Esther Linder giải thích. "Năng lượng nội tại của nó lớn hơn năng lượng hấp thụ khoảng 1.000 lần." Vì vậy, ánh sáng của Mặt Trời phản xạ từ hành tinh này chỉ là một phần trong tổng bức xạ có thể thu được. Điều đó cũng có nghĩa là hành tinh phát xạ ở dải sóng hồng ngoại nhiều hơn so với dải biểu kiến. "Với nghiên cứu của chúng tôi, hành tinh số 9 giờ đây còn hơn cả một khối lượng đơn giản, nó được định hình với nhiều đặc tính vật lý," Christoph Mordasini nói.
Các nhà nghiên cứu cũng kiểm tra xem liệu các kết quả của họ có giải thích được tại sao hành tinh số 9 không thể được phát hiện bởi các kính thiên văn. Họ tính toán độ sáng của các hành tinh nhỏ hơn và lớn hơn trên nhiều quĩ đạo khác nhau. Họ kết luận rằng các khảo sát bầu trời trong quá khứ chỉ có một cơ may rất nhỏ để xác định các thiên thể có khối lượng chỉ 20 lần Trái Đất hoặc nhỏ hơn, nhất là khi nó ở điểm xa nhất trên quĩ đạo quanh Mặt Trời. Nhưng kính thiên văn không gian WISE của NASA (Wide-field Infrared Survey Explorer/Thiết bị khảo sát trường rộng ở dải sóng hồng ngoại) có thể có thể đã nhằm vào một hành tinh với khối lượng 50 lần Trái Đất hoặc lớn hơn. "Việc này tạo nên một giới hạn trên thú vị của khối lượng hành tinh," Esther Linder giải thích. Theo các nhà khoa học, các kính thiên văn trong tương lai như kính LSST (Large Synoptic Survey Telescope/kính thiên văn khảo sát tổng quát lớn) đang được xây dựng gần Cerro Tololo, Chile hay các các khảo sát chuyên biệt sẽ có thể tìm thấy hoặc loại trừ hành tinh số 9.
L.C
Theo Science Daily
