Mây Oort chính là rìa của Hệ Mặt Trời. Đó là nơi tập hợp các vật liệu băng nằm rải rác có ranh giới từ vị trí xa hơn khoảng cách từ Mặt Trời tới Pluto khoảng 200 lần và trải dài suốt nửa quãng đường tới hệ sao gần Mặt Trời nhất – Alpha Centauri. Chúng ta biết quá ít thông tin về đám mây này tới nỗi sự tồn tại của nó chỉ là lý thuyết. Vật chất tạo thành mây Oort chưa bao giờ được nhìn thấy ngay cả khi chúng ta sử dụng những kính thiên văn mạnh nhất để quan sát, trừ khi một số trong đó bị vỡ ra.
Phát ngôn viên của NASA cho biết: “Trong tương lai gần, chúng ta không thể chụp ảnh trực tiếp các thiên thể trong mây Oort vì chúng ở quá xa, có kích thước nhỏ, mờ và di chuyển chậm.”
Ngoài các mô hình lý thuyết, hầu hết những gì chúng ta biết về khu vực bí ẩn này đều gián tiếp thông qua các sao chổi chu kỳ dài – thỉnh thoảng chúng lại ghé thăm Hệ Mặt Trời của chúng ta sau mỗi 200 năm hoặc hơn. Jorge Correa Otto – nhà khoa học hành tinh thuộc Hội đồng Nghiên cứu Khoa học và Kỹ thuật Quốc gia tại Argentina (CONICET) cho biết: “Các sao chổi này cung cấp thông tin rất quan trọng về nguồn gốc của Hệ Mặt Trời.”
Một đám mây mờ nhạt của lý thuyết
Rìa trong của mây Oort được tin là nằm trong khoảng từ 1.000 tới 2.000 AU tính từ Mặt Trời. Vì một đơn vị thiên văn được đo bằng khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời, do đó điều này có nghĩa là mây Oort xa Mặt Trời hơn Trái Đất ít nhất một nghìn lần. Rìa ngoài của nó được cho là cách xa chúng ta tới 100.000 AU, tức là bằng nửa khoảng cách từ Mặt Trời tới hệ sao Alpha Centauri. Phát ngôn viên của NASA cho biết: “Hầu hết những hiểu biết của chúng ta về cấu trúc của mây Oort đều xuất phát từ mô hình lý thuyết về sự hình thành và tiến hóa của Hệ Mặt Trời.”
Trong khi có nhiều giả thuyết về sự hình thành và tồn tại của nó thì nhiều người tin rằng mây Oort đã được tạo ra khi nhiều hành tinh trong Hệ Mặt Trời của chúng ta hình thành cách đây khoảng 4,6 tỷ năm. Tương tự như cách mà vành đai tiểu hành tinh giữa Sao Hỏa và Sao Mộc hình thành, mây Oort có khả năng là phần vật chất còn sót lại từ quá trình hình thành các hành tinh khổng lồ như Sao Mộc, Sao Hải Vương, Sao Thiên Vương và Sao Thổ. Những biến động mà các hành tinh này trải qua để có được vị trí như ngày nay đã đẩy phần vật chất đó ra khỏi quỹ đạo của Sao Hải Vương, Correa Otto cho biết.
Một nghiên cứu khác gần đây cho thấy một số vật chất trong mây Oort có thể được tập hợp lại khi Mặt Trời của chúng ta “đánh cắp các sao chổi” di chuyển quanh các sao khác. Về cơ bản, lý thuyết này cho rằng các sao chổi chuyển động quanh các sao lân cận ở khoảng cách cực xa sẽ bị đổi hướng khi tới gần Mặt Trời hơn, tại thời điểm đó chúng bị giữ lại trong mây Oort.
Thành phần cấu tạo của các thiên thể băng tạo thành mây Oort được cho là tương tự như thành phần tạo nên vành đai Kuiper, một khu vực hình đĩa phẳng nằm ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Vành đai Kuiper cũng chứa các thiên thể băng còn sót lại từ quá trình hình thành hành tinh trong thời kỳ sơ khai của Hệ Mặt Trời. Hành tinh lùn Pluto có lẽ là vật thể nổi tiếng nhất trong khu vực này, mặc dù tàu thăm dò không gian New Horizons của NASA đã phát hiện ra Arrokoth, một hệ hai vật thể tiếp xúc nhau vào năm 2019 – hiện là vật thể xa nhất trong Hệ Mặt Trời của chúng ta được tìm thấy gần đây, theo NASA.
Phát ngôn viên của NASA cho biết: “Các vật thể trong mây Oort, vành đai Kuiper và vùng trong Hệ Mặt Trời đều được cho là đã hình thành cùng một lúc, và chính lực hấp dẫn trong Hệ Mặt Trời đã đẩy một số chúng ra ngoài.”
Những du khách tới từ rìa của Hệ Mặt Trời
Nhà triết học người Estonia Ernst Öpik lần đầu tiên đưa ra giả thuyết rằng các sao chổi chu kỳ dài có thể tới từ một khu vực ở rìa Hệ Mặt Trời của chúng ta. Sau đó, nhà thiên văn người Hà Lan Jan Oort đã dự đoán về sự tồn tại đám mây của mình vào những năm 1950 để hiểu rõ hơn về nghịch lý của các sao chổi chu kỳ dài.
Oort đã đưa ra giả thuyết rằng các sao chổi cuối cùng sẽ va chạm với Mặt Trời hoặc một hành tinh, hoặc chúng sẽ bị đẩy ra khỏi Hệ Mặt Trời khi tiếp xúc gần hơn với quỹ đạo ổn định của một trong những thiên thể lớn đó. Hơn nữa, những cái đuôi mà chúng ta nhìn thấy ở sao chổi được tạo ra bởi các khí bị đốt cháy từ bức xạ của Mặt Trời. Nếu các sao chổi này đi qua gần Mặt Trời quá nhiều lần thì vật chất này sẽ bị cháy hết. Do vậy, chúng chắc hẳn đã không dành cả vòng đời của mình trong quỹ đạo hiện tại.
“Đôi khi, các thiên thể trong mây Oort sẽ bị đẩy ra khỏi quỹ đạo của mình, có thể là do tương tác hấp dẫn giữa chúng với các thiên thể khác trong cùng đám mây, và tiến vào vùng trong của Hệ Mặt Trời như một sao chổi.”
Correa Otto cho rằng hướng chuyển động của sao chổi cũng góp phần xác nhận cho hình dạng cầu của mây Oort. Nếu nó có hình dạng giống một cái đĩa hơn, tương tự như vành đai Kuiper thì các sao chổi sẽ di chuyển theo một hướng dễ đoán hơn. Nhưng các sao chổi ghé thăm chúng ta tới từ những hướng bất kỳ. Như vậy, có vẻ như mây Oort có hình dạng giống như một cái vỏ hoặc bong bóng hơn là một cái đĩa như vành đai Kuiper bao quanh Hệ Mặt Trời của chúng ta. Những sao chổi có chu kỳ dài này gồm có C/2013 A1 Siding Spring, đã đi lướt qua Sao Hỏa vào năm 2014 và sẽ không được nhìn thấy lại trong 740.000 năm nữa.
NASA cho biết: “Không có vật thể nào được quan sát thấy ở nơi xa xôi đó, khiến cho mây Oort chỉ còn là một khái niệm lý thuyết cho tới thời điểm hiện tại. Nhưng nó vẫn là lời giải thích được chấp nhận rộng rãi nhất về nguồn gốc của các sao chổi chu kỳ dài.”
Mây Oort, nếu nó thực sự tồn tại thì có thể không phải là duy nhất đối với Hệ Mặt Trời của chúng ta. Correa Otto cho rằng một số nhà thiên văn tin là những đám mây như vậy cũng tồn tại quanh các hệ sao khác. Vấn đề là chúng ta thậm chí còn chưa thể tự quan sát đám mây của chính mình, chứ chưa nói tới các hệ sao lân cận. Tàu không gian Voyager 1 đang đi theo hướng đó – dự kiến nó sẽ tới được rìa trong của mây Oort trong khoảng 300 năm nữa. Nhưng thật không may, Voyager sẽ ngừng hoạt động từ trước đó rất lâu.
“Dù cho Voyager còn hoạt động đi chăng nữa thì ánh sáng của Mặt Trời quá mờ và khoảng cách quá xa tới mức nó khó có thể bay đủ gần tới một thứ gì đó để chụp ảnh”. Nói cách khác, rất khó để bạn biết rằng bản thân đang ở trong mây Oort ngay cả khi bạn ở ngay bên trong nó.
Hồng Anh
Theo Astronomy
