Một nhóm nghiên cứu Pháp - Mỹ đứng đầu bởi viện UTINAM (CNRS/Đại học Franche-Comté) vừa đề xuất một giải pháp cho thành phần hóa học còn nhiều thắc mắc của Sao Thiên Vương và Sao hải Vương, qua đó cung cấp thêm manh mối về sự hình thành của chúng. Các nhà nghiên cứu chú ý tới vị trí của hai hành tinh ngoài cùng này và đề xuất mô hình mới về quá trình chúng được hình thành.
Kết quả của họ đã được công bố trên tạp chí Vật lý thiên văn (Astronomical Journal) hôm 20 tháng 9.
Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, các hành tinh ngoài cùng của Hệ Mặt Trời, cả hai đều có khối lượng khoảng 15 lần khối lượng Trái Đất, bao gồm 90% băng và rất giàu carbon. Vì những đặc điểm này, sự ra đời của chúng vẫn còn chưa được hoàn toàn sáng tỏ cho tới ngày nay. Các mô hình trước đây về sự hình thành chúng cũng như các quan sát phần ngoài của Hệ Mặt Trời không thể giải thích tại sao chúng lại được tạo thành tại khu vực mà chúng ta thấy chúng ngày nay. Khu vực này ở rất xa Mặt Trời không có đủ vật chất để tạo thành Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương đủ nhanh trước khi tinh vân tiền-Mặt Trời tan rã. Một khi tinh vân đã tan rã, hai hành tinh này sẽ không còn có thể bồi tụ khí để hình thành.
Đài quan sát không gian Herschel gần đây tập trung vào các thành phần đồng vị của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, đặc biệt là tỷ lệ deuteri-hidro (DH), một dấu vết được sử dụng trong lĩnh vực hành tinh học để mô phỏng khởi điểmcủa các nguyên tố tạo thành Hệ Mặt Trời. Tỷ lệ đồng vị này phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ của tinh vân tiền Mặt Trời. Nó thấp khi ở gần Mặt Trời và tăng dần theo khoảng cách. Mô hình động lực học gợi ý rằng Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương được tạo thành ở khu vực có cùng khoảng cách với các sao chổi và do đó có tỷ loeej D/H cao. Thật ngạc nhiên rằng các phép đo của Herschel cho thấy tỷ lệ D/H ở hai hành tinh này thấp hơn nhiều so với tỷ lệ đo được ở các sao chổi.
Nghiên cứu này goiair quyết tất cả các vấn đề cùng lúc, bằng cách đề xuất một mô hình mới dựa trên những giả lập chi tiết về sự phân bố và vận chuyển các nguyên tố biến động nhiều nhất trong tinh vân tiền Mặt Trời (H2O, CO và N2). Những giả lập này cho thấy sự có mặt của chất rắn trong những khu vực nơi nhiệt độ tinh vân đủ thấp cho sự ngưng tụ khí. Kết quả cho thấy Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương dường như hình thành trên khu vực của CO, điều này giải thích tại sao hai hành tinh này chưa nhiều chất rắn giàu carbon nhưng lại không hề có các khi N. Bồi tụ lượng lớn CO với ít H2O khiến cho tỷ lệ D/H như đã đo được trong khí quyển của các hành tinh này. Hơn nữa, do N2 dưới dạng băng nằm ở xa hơn, các hành tinh đều hình thành với lượng N ít. Mô hình được đề xuất cho lượng C và N phù hợp với kết quả quan sát, và xác nhận sự hình thành của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương ở khu vực xa này.
Bryan (VACA)
Theo Science Daily
