Sử dụng quan sát từ tàu không gian Cassini, một nhóm các nhà thiên văn học Pháp ở Viện cơ học thiên thể và tính toán thiên văn (Đài quan sát Paris / CNRS / UPMC / đại học Lille 1), và phòng thí nghiệm GeoAzur (Đài quan sát Côte d'Azur / CNRS / đại học Nice-Sophia Antipolis / IRD) đã có thể xác định các vị trí khả dĩ của hành tinh thứ chín của Hệ Mặt Trời. Nghiên cứu này đã được công bố ngày 22 tháng 2 vừa qua trên tạp chí Thiên văn học và Vật lý thiên văn (Astronomy & Astrophysics).
Các thiên thể nhỏ tương tự Pluto ở xa hơn Sao Hải Vương thuộc vành đai Kuiper có sự phân bố cụ thể rất khó giải thích, nó không đơn giản là sự ngẫu nhiên. Đó là lí do khiến Konstantin Batygin và Mike Brown ở Caltech (Viện công nghệ California, Mỹ) đề xuất sự tồn tại của hành tinh thứ chín với khối lượng gấp 10 lần Trái Đất, gây nhiễu loạn quĩ đạo của các thiên thể Kuiper dẫn tới sự phân bố như đã được quan sát. Sử dụng nhiều mô phỏng, hai nhà khoa học xác định được quĩ đạo khả dĩ của hành tinh này. Để gây ra sự phân bố của các thiên thể như đã được quan sát, quĩ đạo này cần có bán trục lớn 700 AU (đơn vị thiên văn, 1 AU = ~149,6 triệu km), rất dẹt (tâm sai e = 0,6) và rất nghiêng (độ nghiêng i = 30 độ), tuy nhiên không có bất cứ vị trí cụ thể nào về hành tinh ở thời điểm này được đề xuất trong nghiên cứu của Batygin và Brown. Điều này không tạo được thuận lợi cho các nhà quan sát, họ sẽ cần tìm kiếm về mọi hướng để xác định hành tinh này.
Từ năm 2003, Agnès Fienga (nhà thiên văn làm việc ở đài quan sát Côte d'Azur), Jacques Laskar (nhà nghiên cứu cao cấp của CNRS) và nhóm của họ đã phát triển hệ thống lịch hành tinh được gọi là INPOP, cho phép tính toán chuyển động của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời với độ chính xác cao nhất. Đặc biệt, với việc sử dụng dữ liệu từ Cassini, khoảng cách giữa Trái Đất và Sao Thổ đã được xác định với sai số chỉ khoảng 100m (lúc ở gần nhất, Sao Thổ cách chúng ta khoảng 1,2 tỷ km, như vậy có thể thấy được độ chính xác rất cao của hệ thống tính toán này). Các nhà nghiên cứu đã có ý tưởng sử dụng mô hình INPOP để kiểm tra các khả năng về việc bổ sung hành tinh thứ chín của Hệ Mặt Trời như đề xuất của Batygin và Brown.
Trong nghiên cứu đã công bố, nhóm nghiên cứu người Pháp cho thấy rằng tùy thuộc vào vị trí của hành tinh so với điểm cận nhật, nhiễu loạn do hành tinh thứ chín gây ra với quĩ đạo của Sao Thổ có thể được xác định qua phân tích dữ liệu vô tuyến từ tàu không gian Cassini, chuyển động trên quĩ đạo quanh Sao Thổ từ năm 2004. Các nhà nghiên cứu có thể tính được hiệu ứng gây ra do hành tinh thứ chín và so sánh với dữ liệu của Cassini. Với góc lệch khỏi cận nhật nhỏ hơn 85 độ và lớn hơn -65 độ, nhiễu loạn gây ra bởi hành tinh thứ chín là không phù hợp với khoảng cách đã được quan sát của Cassini. Kết quả là tương tự đối với khoảng lệch từ -130 đến -100 độ. Kết quả này cho phép loại trừ một nửa số hướng cần quan sát trên mặt phẳng quĩ đạo, ở những góc đó sẽ không thể tìm thấy hành tinh (vùng màu đỏ trong hình). Mặt khác, ở một số hướng thì tham gia của hành tinh thứ chín làm giảm sự chênh lệch giữa mô hình đã được tính toán bởi các nhà thiên văn và kết quả quan sát, so với mô hình không có sự có mặt của hành tinh thứ chín. Điều nãy dẫn đến khả năng vị trí của hành tinh thứ chín nằm trong khoảng từ 104 đến 134 độ tính từ cận nhật, với khả năng cao nhất rơi vào góc 117 độ.
Sự tồn tại của hành tinh thứ chín chỉ có thể được xác nhận bởi quan sát trực tiếp, nhưng bằng cách hạn chế các hướng khả dĩ để nghiên cứu, nhóm nghiên cứu Pháp đã đóng góp một phần rất quan trọng cho mục tiêu này.
Bryan
Theo Science Daily
