Tín dụng hình ảnh: NASA
Các nhà nghiên cứu từ Viện nghiên cứu Tây Nam tin rằng họ có một lý thuyết có thể giúp giải thích tại sao có quá ít vật thể trong vành đai Kuiper - một dải các vật thể nằm ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương. Theo các lý thuyết về cách các hệ hành tinh hình thành, cần có gấp 100 lần vật chất trong vành đai Kuiper so với các nhà thiên văn học đã quan sát. Các nhà nghiên cứu tin rằng những người khổng lồ khí, bao gồm cả Hải vương tinh, hình thành gần Mặt trời hơn và dần dần trôi xa hơn theo thời gian. Khi sao Hải Vương di cư ra ngoài, nó có thể đã đẩy các vật thể Kuiper ra khỏi hệ mặt trời.
Một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu tại Viện nghiên cứu Tây Nam (SwRI) và Observatoire de la C? Te diêuAzur đưa ra lời giải thích cho một trong những khía cạnh bí ẩn hơn về dân số của các vật thể ngoài Sao Hải Vương. Khi làm như vậy, nó cung cấp một cái nhìn độc đáo vào đĩa hành tinh nguyên sinh mà từ đó các hành tinh Solar Hệ thống hình thành. Kết quả sẽ được công bố trên tạp chí Nature ngày 27 tháng 11.
Vành đai Kuiper là một khu vực của Hệ Mặt trời mở rộng ra khỏi quỹ đạo Sao Hải Vương, chứa hàng tỷ vật thể băng giá từ hàng km đến hàng ngàn km. Nó được phát hiện vào năm 1992 và kể từ đó, gần 1.000 đối tượng đã được xếp vào mục lục. Một số vật thể này rất lớn - lớn nhất có đường kính hơn 1.000 km.
Khi các nhà thiên văn học đã nghiên cứu cấu trúc này, một bí ẩn đã mở ra. Giống như hầu hết các hành tinh trong Hệ Mặt Trời, các vật thể vành đai Kuiper lớn được cho là được hình thành từ các vật thể nhỏ hơn dính vào nhau khi chúng va chạm. Để quá trình này hoạt động ở các khu vực xa ngoài Sao Hải Vương, vành đai Kuiper sẽ phải chứa lượng vật liệu nhiều gấp 10 lần so với ở Trái đất. Tuy nhiên, các khảo sát bằng kính viễn vọng của khu vực này cho thấy nó hiện chứa khoảng một phần mười khối lượng Trái đất, hoặc ít hơn.
Để giải quyết câu đố, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm trong nhiều năm để tìm cách loại bỏ hơn 99% vật liệu của đai Kuiper. Tuy nhiên, Tiến sĩ Harold Levison (SwRI) và Tiến sĩ Alessandro Morbidelli (Observatoire de la C. rằng vành đai Kuiper có thể không mất nhiều khối lượng.
Một số nhà khoa học thuộc khoa nghiên cứu vũ trụ SwRI cho biết, vấn đề cạn kiệt hàng loạt đã tồn tại trong cổ họng của chúng tôi trong một thời gian. Có vẻ như cuối cùng chúng ta cũng có thể có câu trả lời.
Levison và Morbidelli lập luận rằng đĩa tiền hành tinh mà các hành tinh, tiểu hành tinh và sao chổi đều hình thành có một cạnh không định hướng ở vị trí hiện tại của sao Hải Vương, nằm ở 30 đơn vị thiên văn (AU, khoảng cách trung bình giữa Mặt trời và Trái đất) và khu vực hiện đang chiếm giữ vành đai Kuiper trống rỗng. Tất cả các vật thể trong vành đai Kuiper mà chúng ta nhìn thấy ngoài Sao Hải Vương hình thành gần Mặt trời hơn rất nhiều và được vận chuyển ra ngoài trong giai đoạn cuối của quá trình hình thành hành tinh.
Các nhà nghiên cứu đã biết trong 20 năm rằng quỹ đạo của các hành tinh khổng lồ di chuyển xung quanh khi chúng hình thành. Cụ thể, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương hình thành gần Mặt trời hơn và di cư ra ngoài. Levison và Morbidelli cho thấy Sao Hải Vương có thể đã đẩy tất cả các vật thể vành đai Kuiper quan sát ra bên ngoài khi nó di cư.
Lev Chúng tôi thực sự đã giải quyết vấn đề cạn kiệt hàng loạt, chúng tôi đã phá vỡ nó, Levison nói. Theo công việc của chúng tôi, khoảng trống ngoài Sao Hải Vương có lẽ không có đối tượng.
Tuy nhiên, trong mô hình này, vùng bên trong đến 30 AU chứa đủ vật liệu cho các đối tượng vành đai Kuiper hình thành. Các cơ chế được sử dụng bởi sao Hải Vương để đẩy ra vành đai Kuiper chỉ ảnh hưởng đến một phần nhỏ của các vật thể. Chúng trở thành những vật thể được các nhà thiên văn học nhìn thấy; phần còn lại đã được phân tán ra khỏi Hệ mặt trời bởi Hải vương tinh. Giả thuyết mới này giải thích nhiều đặc điểm có thể quan sát được của Hệ Mặt trời bên ngoài, bao gồm các đặc điểm về quỹ đạo của các vật thể vành đai Kuiper và vị trí của Sao Hải Vương.
Một trong những khía cạnh khó hiểu của việc di chuyển Sao Hải Vương là lý do tại sao nó dừng lại ở đó, Morbidelli nói. Mô hình mới của chúng tôi cũng giải thích điều này. Sao Hải Vương di chuyển cho đến khi nó chạm vào rìa của đĩa hành tinh nguyên sinh, tại thời điểm đó nó đột ngột dừng lại.
NASA, Quỹ khoa học quốc gia và Trung tâm National de la Recherche Victifique ở Paris đã tài trợ cho nghiên cứu này.
Nguồn gốc: SwRI News Release
