Hành tinh thứ 9: từ giả thuyết gây tranh cãi đến tín hiệu hồng ngoại đầu tiên
Hành tinh thứ 9 là một thiên thể giả định có kích thước xấp xỉ Hải Vương tinh, được cho là đang ẩn mình ở vùng ngoài cùng Hệ Mặt Trời và được suy ra từ những bất thường trong chuyển động của các vật thể nhỏ cực xa, chứ chưa từng được quan sát trực tiếp bằng kính thiên văn. Đây không phải câu chuyện viễn tưởng mà là một giả thuyết thiên văn học đang thách thức cách chúng ta hình dung về cấu trúc Hệ Mặt Trời hiện nay. Các nhà thiên văn học vừa phát hiện một nguồn tín hiệu hồng ngoại có đặc điểm phù hợp với giả thuyết về hành tinh thứ 9, thế giới bí ẩn được cho là đang ẩn mình ở vùng ngoài cùng của Hệ Mặt Trời. Nếu đây đúng là một hành tinh, nhân loại có thể đang đứng trước một trong những phát hiện khoa học quan trọng nhất của thiên văn học thế kỷ 21: lần đầu tiên nhìn thấy dấu vết trực tiếp của một hành tinh lớn đang ẩn mình trong bóng tối ở vùng xa xôi nhất của Hệ Mặt Trời.
Tín hiệu hồng ngoại yếu ớt: vì sao nó phù hợp với hành tinh thứ 9?
Điểm thú vị của phát hiện mới nằm ở chỗ: các nhà thiên văn không tìm kiếm hành tinh thứ 9 bằng ánh sáng khả kiến, mà bằng tín hiệu hồng ngoại – bức xạ nhiệt do chính thiên thể phát ra. Ở khoảng cách xa Mặt Trời gấp ít nhất 10 lần so với Sao Hải Vương, một hành tinh có kích thước tương đương Hải Vương tinh sẽ mờ hơn khoảng 10.000 lần nếu quan sát bằng ánh sáng phản xạ. Ngược lại, ở bước sóng hồng ngoại, hành tinh thứ 9 được dự đoán chỉ mờ hơn khoảng 100 lần. Nguồn hồng ngoại đặc biệt mới được nhận diện có những đặc điểm phù hợp với dự đoán về một hành tinh gần bằng Hải Vương tinh nằm ở vùng ngoài xa xôi của Hệ Mặt Trời. Đây là lý do nhiều nhà nghiên cứu xem tín hiệu hồng ngoại này như một manh mối nghiêm túc, chứ không phải nhiễu nền tình cờ.
Hai cuộc khảo sát cách nhau 23 năm: chiến lược săn hành tinh siêu chậm
Nhóm nghiên cứu quốc tế có sự tham gia của Terry Long Phan đã chọn một hướng tiếp cận thông minh: so sánh dữ liệu từ hai vệ tinh thiên văn hồng ngoại IRAS (1983) và AKARI (2006), tức hai cuộc khảo sát toàn bầu trời cách nhau khoảng 23 năm. Nếu hành tinh thứ 9 thực sự nằm cách Mặt Trời hơn 300 AU, tốc độ chuyển động quỹ đạo của nó sẽ cực kỳ chậm, gần như đứng yên trong một lần quan sát ngắn nhưng dịch chuyển đủ rõ sau vài thập kỷ. Phan đã sử dụng phần mềm để rà soát toàn bộ các nguồn bức xạ hồng ngoại được hai kính thiên văn không gian ghi nhận, rồi tìm kiếm những nguồn có vị trí thay đổi trên bầu trời với mức độ gần với dự đoán dành cho hành tinh thứ 9. Nếu hai điểm sáng hồng ngoại thực sự là cùng một vật thể đang di chuyển cực kỳ chậm trong Hệ Mặt Trời, các nhà khoa học có thể vừa thu được bằng chứng quan sát đầu tiên về hành tinh thứ 9.
Vì sao hành tinh thứ 9 khó tìm đến vậy – và vẫn đáng để săn lùng?
Nhiều người có thể hoài nghi: nếu hành tinh thứ 9 tồn tại, tại sao đến giờ chúng ta vẫn chưa nhìn thấy? Câu trả lời nằm ở khoảng cách khổng lồ và những giới hạn của quan sát quang học. Quỹ đạo dự đoán của hành tinh thứ 9 nằm ít nhất xa Mặt Trời gấp 10 lần so với Hải Vương tinh, có thể tới khoảng 300 AU, trong khi Hệ Mặt Trời hiện mới chỉ có 8 hành tinh được công nhận. Ở khoảng cách đó, ánh sáng Mặt Trời chiếu tới hành tinh rất yếu, lượng ánh sáng phản xạ trở lại Trái Đất càng nhỏ hơn, khiến việc phát hiện bằng kính thiên văn thông thường trở nên vô cùng khó khăn. Các sai số trong mô hình quỹ đạo khiến vùng bầu trời cần tìm kiếm quá rộng, nên hành tinh thứ 9 có thể đang tồn tại nhưng cực kỳ dễ bị bỏ sót. Chính vì thế, chiến lược dùng tín hiệu hồng ngoại là một bước ngoặt hợp lý của thiên văn học hiện đại.
Nếu hành tinh thứ 9 là có thật: cấu trúc Hệ Mặt Trời sẽ phải viết lại
Điểm quan trọng nhất của cuộc săn tìm này không chỉ là thêm một cái tên vào danh sách hành tinh, mà là hiểu lại toàn bộ cấu trúc Hệ Mặt Trời. Giả thuyết về hành tinh thứ 9 xuất phát từ những chuyển động bất thường của một số thiên thể nhỏ ở vùng rìa Hệ Mặt Trời; cách chúng tập trung thành cụm và độ nghiêng quỹ đạo cho thấy chúng có thể đang chịu ảnh hưởng hấp dẫn từ một hành tinh chưa được biết đến. Sự tồn tại của một "hành tinh thứ 9" với khối lượng xấp xỉ Hải Vương tinh có thể lý giải tại sao một số thiên thể cực xa nằm ngoài quỹ đạo sao Hải Vương đã biết lại dường như tập trung thành cụm trong không gian. Nếu các quan sát trong tương lai xác nhận đây là một hành tinh chưa từng được biết đến, phát hiện sẽ làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về cấu trúc Hệ Mặt Trời, từ cách các hành tinh hình thành đến cách vùng rìa được định hình bởi lực hấp dẫn. Khi đó, điều từng chỉ tồn tại trên giấy – một hành tinh khổng lồ đang ẩn mình ở rìa Hệ Mặt Trời – có thể lần đầu tiên bước vào thế giới của bằng chứng quan sát.
