Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Hai nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu tại Đại học Colorado Boulder có thể giúp giải quyết một trong những bí ẩn lớn nhất về các vật thể tối tăm, băng giá của hệ mặt trời bên ngoài: tại sao rất nhiều trong số chúng không xoay quanh mặt trời theo cách chúng nên.
Các đạt ngoài cùng của hệ mặt trời của chúng ta là một nơi xa lạ – các cơ quan tối tăm và băng giá với nickname như Sedna, Biden và The Goblin, mỗi trong số đó khoảng vài trăm dặm.
Hai nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu tại Đại học Colorado Boulder có thể giúp giải quyết một trong những bí ẩn lớn nhất về những thế giới xa xôi này: tại sao rất nhiều người trong số chúng không xoay quanh mặt trời theo cách chúng nên làm.
Các quỹ đạo của những hành tinh kỳ lạ này mà các nhà khoa học gọi là “các vật thể tách rời” nghiêng và khóa ra khỏi mặt phẳng của hệ mặt trời, trong số các hành vi bất thường khác.
“Vùng không gian này, rất gần với chúng ta so với các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta và những thứ khác mà chúng ta có thể quan sát tốt, chỉ là một ẩn số đối với chúng ta”, Ann-Marie Madigan, một giáo sư trợ lý tại Khoa Vật lý học và Khoa học hành tinh (APS) tại CU Boulder.
Một số nhà nghiên cứu cho rằng một cái gì đó lớn có thể bị đổ lỗi – như một hành tinh chưa được khám phá, được đặt tên là “Hành tinh 9”, làm phân tán các vật thể theo sau nó.
Nhưng Madigan và sinh viên tốt nghiệp Alexander Zderic thích suy nghĩ nhỏ hơn. Dựa trên các mô phỏng máy tính đầy đủ, bộ đôi này tạo ra trường hợp những vật thể tách rời này có thể đã phá vỡ quỹ đạo của chính chúng – thông qua những cú huých hấp dẫn nhỏ xíu được thêm vào hàng triệu năm.
Những phát hiện mà Madigan cho biết cung cấp một gợi ý ‘trêu ngươi’ về những gì có thể xảy ra trong khu vực không gian bí ẩn này.
“Chúng tôi là đội đầu tiên có thể tái tạo mọi thứ, tất cả những dị thường quỹ đạo kỳ lạ mà các nhà khoa học đã thấy trong nhiều năm qua,” Madigan, cũng là một đồng nghiệp tại JILA nói. “Thật điên rồ khi nghĩ rằng vẫn còn rất nhiều việc chúng ta cần phải làm.”
Nhóm nghiên cứu đã công bố kết quả của mình vào ngày 2 tháng 7 trên Tạp chí Thiên văn (Astronomical Journal Letters) và tháng trước cũng trên Tạp chí Thiên văn .
Cung cấp năng lượng cho các tiểu hành tinh
Vấn đề với việc nghiên cứu hệ mặt trời bên ngoài, nó rất tối.
Thông thường, cách duy nhất để quan sát những vật thể này là để các tia mặt trời đánh bật khỏi bề mặt của chúng và quay trở lại kính viễn vọng của chúng ta trên Trái đất. Bởi vì rất khó để tìm hiểu bất cứ điều gì về nó, có giả định rằng nó trống rỗng.
Madigan là một trong số các nhà khoa học đang phát triển, người lập luận rằng khu vực không gian này không có gì nhiều – nhưng điều đó không làm cho nó dễ hiểu hơn.
Chỉ cần nhìn vào các đối tượng tách ra. Trong khi hầu hết các cơ thể trong hệ mặt trời có xu hướng khoanh tròn mặt trời trong một đĩa phẳng, quỹ đạo của các thế giới băng giá này có thể nghiêng như một cái bập bênh. Nhiều cơ thể cũng có xu hướng co cụm chỉ trong một lát của bầu trời đêm, hơi giống với một chiếc la bàn chỉ hướng về phía bắc.
Madigan và Zderic muốn tìm hiểu tại sao. Để làm điều đó, họ đã chuyển sang siêu máy tính để tái tạo hoặc mô hình hóa động lực của hệ mặt trời bên ngoài một cách chi tiết hơn bao giờ hết.
Zderic của APS chia sẻ: “Chúng tôi đã mô hình hóa một cái gì đó có thể đã từng tồn tại trong hệ mặt trời bên ngoài và cũng thêm vào ảnh hưởng lực hấp dẫn của các hành tinh khổng lồ như Sao Mộc”.
Trong quá trình đó, họ đã phát hiện ra một điều bất thường: các vật thể băng giá trong các mô phỏng của họ bắt đầu quay quanh mặt trời như bình thường. Nhưng sau đó, theo thời gian, chúng bắt đầu kéo và đẩy nhau. Kết quả là, quỹ đạo của chúng ngày càng lớn hơn cho đến khi cuối cùng chúng giống với vật thật. Điều đáng chú ý nhất là chúng đã tự mình làm tất cả – các tiểu hành tinh và các hành tinh nhỏ không cần một hành tinh lớn để ném chúng vào vòng lặp.
“Cá nhân, tất cả các tương tác hấp dẫn giữa các cơ thể nhỏ này là yếu,” Madigan nói. “Nhưng nếu bạn có đủ chúng, điều đó trở nên quan trọng.”
Trái đất lần 20
Madigan và Zderic đã thấy gợi ý về các mẫu tương tự trong nghiên cứu trước đó nhưng kết quả mới nhất của họ cung cấp bằng chứng rõ ràng nhất.
Những phát hiện cũng đi kèm với một cảnh báo lớn. Để làm cho lý thuyết “trọng lực tập thể” của Madigan và Zderic hoạt động, hệ mặt trời bên ngoài một lần cần phải chứa một lượng lớn vật chất.
“Bạn cần những vật thể thêm vào thứ gì đó theo thứ tự 20 khối Trái đất”, Madigan nói thêm. “Về mặt lý thuyết là có thể, nhưng nó chắc chắn sẽ va chạm với niềm tin của mọi người.”
Bằng cách này hay cách khác, các nhà khoa học nên tìm ra sớm. Một kính viễn vọng mới có tên là Đài thiên văn Vera C. Rubin dự kiến sẽ được đưa lên mạng tại Chile vào năm 2022 và sẽ bắt đầu chiếu ánh sáng mới vào dải không gian chưa biết này.
Rất nhiều niềm đam mê gần đây với hệ mặt trời bên ngoài có liên quan đến những tiến bộ công nghệ. Chúng ta thực sự cần thế hệ kính viễn vọng mới nhất để quan sát các vật thể này.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Colorado tại Boulder . Bản gốc được viết bởi Daniel Strain. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :