Theo dữ liệu gần đây từ kính viễn vọng, một hành tinh nhỏ ở vùng xa của hệ Mặt trời của chúng ta có một vành đai dày đặc bao quanh nó. Và các nhà khoa học đang gặp khó khăn trong việc giải thích tại sao.
Một trong khoảng 3.000 thiên thể quay quanh Mặt trời phía ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương, thiên thể Quaoar, còn được gọi là hành tinh lùn hoặc hành tinh quaoar, có đường kính 1.110 km (lớn thứ 7 trong danh sách hành tinh lùn, với sao Diêm Vương và Eris xếp hạng cao nhất).
Các quan sát về Quaoar được thực hiện từ năm 2018 đến 2021 cho thấy hành tinh lùn này có một vành đai nằm cách xa nó hơn so với những gì các nhà khoa học trước đó có thể nghĩ đến. Sau khi sử dụng kính viễn vọng trên mặt đất và kính thiên văn Cheops, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu đã đưa ra khẳng định trong thông cáo báo chí.
Theo suy luận thông thường, tất cả vật chất tạo nên vành đai dày đặc của Quaoar lẽ ra phải ngưng tụ và tạo thành một mặt trăng nhỏ. Nhưng nó không như vậy.
Theo Cơ quan Vũ trụ châu Âu, "Kết quả ban đầu cho thấy nhiệt độ lạnh giá ở Quaoar có thể đóng vai trò ngăn chặn các hạt băng giá dính vào nhau, nhưng cần phải tiến hành nhiều cuộc điều tra hơn nữa."
Vượt quá giới hạn Roche
Trước khi có những quan sát mới này về Quaoar, phần lớn các nhà khoa học nghĩ rằng các hành tinh không thể hình thành các vành ngoài một khoảng cách nhất định. Đó là một nguyên tắc cơ học được chấp nhận rộng rãi rằng vật chất trên quỹ đạo quanh một hành tinh sẽ tạo thành một vật thể hình cầu (còn được gọi là mặt trăng) nếu nó di chuyển quanh một khoảng cách đủ xa so với hành tinh. Tuy nhiên, mặt trăng đó sẽ bị xé toạc nếu nó di chuyển gần hơn cái gọi là "giới hạn Roche", một điểm mà lực triều của hành tinh sẽ mạnh hơn lực hấp dẫn giữ mặt trăng lại với nhau.
Ví dụ, giới hạn Roche của hành tinh này bao gồm tất cả các vành đai bao quanh sao Thổ. Tuy nhiên, vành đai của Quaoar nằm ngoài giới hạn Roche, trong khu vực mà vật chất đáng lý ra phải tạo thành mặt trăng, điều này khiến nó trở nên khó hiểu.
Theo kết quả quan sát của chúng tôi, quan niệm truyền thống cho rằng các vành đai dày đặc chỉ tồn tại bên trong giới hạn Roche của một thiên thể phải được sửa đổi triệt để, theo Giovanni Bruno thuộc Đài quan sát vật lý thiên văn của INAF ở Catania, Ý.
Làm thế nào để nghiên cứu một hành tinh lùn ở khoảng cách xa
ESA tuyên bố rằng việc thu thập dữ liệu tiết lộ vành đai khó hiểu của Quaoar đã là một lý do để ăn mừng. Các nhà nghiên cứu muốn quan sát hành tinh bằng cách sử dụng phương pháp occultation (sự huyền bí) vì kích thước nhỏ của hành tinh và khoảng cách từ Trái đất. Ở phương pháp này, người ta quan sát một hành tinh bằng cách đợi cho đến khi nó được chiếu sáng ngược bởi một ngôi sao đủ sáng biểu kiến.
Theo ESA, đó có thể là một quá trình rất khó khăn vì kính thiên văn, hành tinh và ngôi sao đều phải thẳng hàng hoàn hảo. Những nỗ lực gần đây của cơ quan vũ trụ nhằm cung cấp một bản đồ chi tiết chưa từng có về các ngôi sao đã dẫn đến quan sát này.
Kính thiên văn Cheops, được phát hành vào năm 2019, cũng đã được sử dụng bởi ESA. Các ngoại hành tinh hoặc thiên thể nằm bên ngoài hệ Mặt trời của chúng ta thường được Cheops nghiên cứu. Tuy nhiên, trong trường hợp này, nó tập trung vào Quaoar hơn là Quaoar. Quỹ đạo quay quanh tâm Mặt trời xa hơn cả sao Hải Vương, vốn có quỹ đạo khoảng 44 AU (1 AU là khoảng cách trung bình giữa Trái đất và Mặt trời). Mặc dù là một phần của hệ Mặt trời, quỹ đạo quay quanh tâm mặt trời của Sao Hải Vương còn xa hơn cả Sao Hải Vương.
Theo Isabella Pagano, Giám đốc Đài quan sát vật lý thiên văn Catania của INAF, ban đầu tôi hơi nghi ngờ về khả năng thực hiện điều này với kính Cheops. Nhưng nó đã thành công. Và theo ESA, quan sát của Cheops đã đánh dấu lần đầu tiên quan sát được một trong những hành tinh xa nhất trong hệ mặt trời của chúng ta bằng kính viễn vọng trong không gian.
Sau đó, các nhà nghiên cứu đã so sánh dữ liệu do Cheops thu thập với các quan sát của kính viễn vọng trên Trái đất, dẫn đến phát hiện đáng ngạc nhiên của họ.
Theo giáo sư Bruno Morgado, người đứng đầu phân tích tại Đại học Liên bang Rio de Janeiro ở Brazil, "Khi chúng tôi kết hợp mọi thứ lại với nhau, chúng tôi nhận thấy độ sáng giảm xuống không phải do Quaoar gây ra, mà điều đó chỉ ra sự hiện diện của vật chất trong quỹ đạo tròn xung quanh nó." Chúng tôi biết rằng đang nhìn thấy một vành đai bao quanh Quaoar.
Nhà thiên văn học Chad Trujillo đã phát hiện ra Quaoar vào ngày 5.6.2002 khi ông tìm thấy nó trong các hình ảnh do kính viễn vọng Samuel Oschin chụp được từ Đài thiên văn Palomar đêm hôm trước. Trujillo và đồng nghiệp Michael Brown được ghi nhận cho khám phá này, và vào ngày 6.6, Trung tâm Hành tinh nhỏ đã nhận được kết quả. Quaoar có cường độ rõ ràng là 18,5 vào thời điểm khám phá và nằm trong chòm sao Ophiuchus. Vào ngày 7 tháng 10 năm 2002, một cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn học Mỹ đã công bố kết quả của nghiên cứu.
Với chu kỳ quỹ đạo 288,8 năm, Quaoar quay quanh quỹ đạo ở khoảng 43,7 đơn vị thiên văn (6,54 x 109 km; 4,06 x 109 mi) từ Mặt trời. Độ lệch tâm quỹ đạo của Quaoar, có độ lệch tâm quỹ đạo thấp là 0,0394, cho thấy quỹ đạo của nó gần như tròn. Quỹ đạo của nó nghiêng vừa phải, với hoàng đạo ở khoảng 8 độ, điển hình cho dân số của các vật thể vành đai Kuiper cổ điển nhỏ (KBO) nhưng đặc biệt trong số các KBO lớn. Sao Hải Vương, là cộng hưởng quỹ đạo 2: 3 với sao Diêm Vương (sao Diêm Vương quay quanh Mặt trời hai lần cho mỗi ba quỹ đạo do Sao Hải Vương hoàn thành), không gây nhiễu loạn đáng kể cho Quaoar. Quaoar là cơ quan lớn nhất được phân loại là cubewano, hoặc đối tượng vành đai Kuiper cổ điển, bởi cả Trung tâm Hành tinh nhỏ và khảo sát Deep Ecliptic (mặc dù hành tinh lùn Makemake, lớn hơn, cũng được phân loại là khối). Vì tiếng của sao Diêm Vương (khoảng cách xa nhất với Mặt trời) nằm ngoài và dưới quỹ đạo của Quaoar, nên Quaoar thỉnh thoảng di chuyển gần Mặt trời hơn sao Diêm Vương. Quaoar chỉ cách xa sao Diêm Vương 14 AU vào năm 2008, khiến nó trở thành vật thể lớn nhất gần nhất với sao Diêm Vương vào năm 2019. Thời gian quay của Quaoar không chắc chắn và hai chu kỳ quay có thể được đưa ra (8,64 tiếng đồng hồ hoặc 17,68 tiếng). Bắt nguồn từ các đường cong ánh sáng quay của Quaoar được quan sát từ tháng 3 đến tháng 6 năm 2003, thời gian quay của nó được tính là 17,6788 tiếng đồng hồ.
Suất phản chiếu hoặc phản chiếu của Quaoar có thể thấp tới 0,1, vẫn cao hơn nhiều so với ước tính thấp hơn 0,04 cho 20000 Varuna. Điều này có thể là do băng tươi đã biến mất khỏi bề mặt của Quaoar. Do bề mặt có màu đỏ vừa phải, Quaoar có độ phản xạ tương đối nhiều hơn trong phổ màu đỏ và gần hồng ngoại so với màu xanh lam. Trong lớp quang phổ, các đối tượng vành đai Kuiper Varuna và Ixion cũng có màu đỏ vừa phải. Do chúng được bao phủ trong băng tươi hơn, có suất phản chiếu cao hơn và có màu trung tính, các vật thể vành đai Kuipers lớn hơn thường sáng hơn nhiều. Theo nghiên cứu năm 2006 về sưởi ấm bên trong thông qua phân rã phóng xạ, Quaoar có thể không có khả năng duy trì một đại dương nước bên trong tại ranh giới lõi lớp phủ, không giống như 90482 Orcus.
Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống
Nguồn tin: 1thegioi.vn
Tham gia bình luận