Vào giai đoạn sớm của mình, Mặt Trời có thể đã thu hút một số ngoại hành tinh có kích thước cỡ Sao Hỏa hoặc Sao Thủy, giờ đây chúng đang có quỹ đạo ở vùng ngoại vi của Hệ Mặt Trời, nhưng việc xác định chúng sẽ vô cùng khó khăn.
Hầu hết các nhà thiên văn học đồng ý rằng chỉ có bốn hành tinh đất đá trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, tất cả đều nằm gần Mặt Trời. Nhưng nghiên cứu mới cho thấy có thể có đến năm ngoại hành tinh nữa đang ẩn náu ở ranh giới ngoại vi của Hệ Mặt Trời.
Các hành tinh trôi tự do (viết tắt là FFP) là các đối tượng có kích thước hành tinh không quay quanh một ngôi sao nào. Còn được gọi bằng cách khác là các hành tinh lang thang, FFP được hình thành hoặc là từ các cụm khí không liên kết với bất kỳ ngôi sao nào hoặc xuất hiện xung quanh các sao nhưng bị ném ra khỏi quỹ đạo ban đầu của chúng. Kính thiên văn không gian James Webb (JWST) đã xác định hàng trăm ngoại hành tinh lang thang trong thiên hà Milky Way và xa hơn nữa, bao gồm cặp hành tinh có kích thước Sao Mộc có vị trí ở khu vực giữa của chòm sao Orion (khi nhìn từ Trái Đất). Các mô phỏng cho thấy hầu hết FFP có kích thước tương đương Sao Hỏa.
Mặc dù một số ngoại hành tinh lang thang bị các ngôi sao đẩy ra, các sao cũng có thể thu hút những kẻ lang thang này bằng lực hấp dẫn của chúng, biến những ngoại hành tinh đó thành các thành viên vĩnh viễn của một 'hệ mặt trời' nào đó. Trong nghiên cứu mới, công bố vào ngày 18 tháng 12 năm 2023 trên Astrophysical Journal Letters, một nhà nghiên cứu đã đề xuất rằng chính Mặt Trời của chúng ta, trong thời kỳ sơ khai, có thể đã thu hút một số ngoại hành tinh dạng đất đá.
Để xác định khả năng của điều này, tác giả nghiên cứu là Amir Siraj - ứng viên tiến sĩ về Thiên văn học tại Đại học Princeton và giám đốc chương trình nghiên cứu các đối tượng liên sao của trường, đã sử dụng một số mô hình, hay các bộ phương trình, đã được phát triển dựa trên quan sát các FFP. Giả định ngôi sao sơ khai của chúng ta có cơ hội là 1 trên 50 để bắt giữ một ngoại hành tinh lang thang - mà như ông lưu ý, đây là một ước tính thận trọng, Siraj đã thực hiện 100 triệu mô phỏng, điều chỉnh các yếu tố như hình dạng quỹ đạo để xác định liệu có bao nhiêu hành tinh đá mà Mặt Trời có thể đã thu hút. Siraj cũng giả định môi trường sinh ra Mặt Trời khá chật hẹp, để ước tính số lượng trong tình huống xấu nhất, vì dưới điều kiện như vậy "việc thu hút ngoại hành tinh càng khó khăn hơn," Siraj viết trong email gửi cho Live Science.
Nghiên cứu đã tìm thấy hai ngoại hành tinh có khối lượng tương tự Sao Hỏa - hoặc từ ba đến năm ngoại hành tinh có khối lượng tương tự Sao Thủy - có thể cư trú cách Mặt Trời khoảng 1.400 đơn vị thiên văn (AU). (Một AU là khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời.) Điều này cho thấy các ngoại hành tinh lang thang có thể đã bị mắc kẹt trong Mây Oort, một bong bóng khổng lồ được dự đoán trên lý thuyết, nơi chứa hàng tỷ vật thể băng có kích thước của những ngọn núi bao quanh Hệ Mặt Trời.
Các ngoại hành tinh mới được đề xuất này không liên quan đến 'Hành tinh X', một hành tinh mới chỉ biết tới trên lý thuyết, được cho rằng có kích thước tương tự Sao Hải Vương và quay quanh Mặt Trời ở khoảng cách 43 AU. Khác với nghiên cứu mới, dựa trên lý thuyết, các nhà khoa học đã dự đoán sự tồn tại của Hành tinh X dựa trên quan sát các quỹ đạo đặc biệt của các vật thể trong Vành đai Kuiper, một khu vực chứa đầy những vật thể băng bao quanh Hệ Mặt Trời, nằm trong khoảng giữa Sao Hải Vương và Mây Oort.
Mặc dù các thế giới đất bị thu giữ có thể giống Trái Đất hơn Hành tinh X (*), khả năng sinh sống của chúng vẫn chỉ có thể được suy đoán. Mặc dù nước có thể tồn tại dưới dạng các tấm băng, ánh sáng Mặt Trời sẽ "rất mờ - tương đương với độ sáng của ánh Trăng trên Trái Đất," Siraj nói. Nhưng vì các hành tinh lý thuyết này đến từ các hệ sao khác, và do đó chúng được tính là các ngoại hành tinh, và do đó các nhiệm vụ không gian trong tương lai nghiên cứu về các ngoại hành tinh có thể nhắm vào việc tìm kiếm chúng vào chúng.
Tuy nhiên, việc tìm kiếm các ngoại hành tinh mới được đề xuất sẽ còn khó khăn hơn việc xác định Hành tinh X, vì chúng nhỏ hơn và xa hơn. Siraj tin rằng Đài quan sát Vera C Rubin đang được xây dựng ở Chile, dự kiến đi vào hoạt động vào năm 2025, có thể xác định một FFP nằm cách chúng ta chưa tới 700 AU - nhưng ông cũng lưu ý rằng việc đó chỉ có thể nếu "nó ở bầu trời phía Nam và đủ gần chúng ta, với khả năng phản xạ ánh sáng cao.”
Bryan
Theo LiveScience
(*) Chú thích của VACA: Hành tinh X (Planet X) vốn là tên để chỉ một hành tinh tưởng tượng đã được các nhà thiên văn tìm kiếm từ thế kỷ 19 nhưng không có cơ sở. Tới năm 2015, khi Konstantin Batygin và Mike Brown tính toán ra rằng có một 'Hành tinh thứ Chín' (Planet Nine) nằm đâu đó ở khu vực thuộc Vành đai Kuiper, nhiều nhà thiên văn thường coi nó chính là Hành tinh X. Tuy nhiên, thực tế thì cách gọi này không được thừa nhận rộng rãi, nhưng điều đó không quá quan trọng khi mà bản thân Hành tinh thứ Chín mới chỉ được biết tới trên lý thuyết mà chưa được xác nhận bằng quan sát trực tiếp.
