Các hành tinh của hệ mặt trời như được mô tả bởi hình minh họa máy tính của NASA. Quỹ đạo và kích thước không được hiển thị theo tỷ lệ.
(Ảnh: © NASA)
Trong khi nhiều người có thể chỉ vào một hình ảnh của Sao Mộc hoặc Sao Thổ và gọi nó là "hành tinh", định nghĩa của từ này tinh tế hơn nhiều và đã thay đổi theo thời gian. Nhiều nhà thiên văn học đã quyết định một định nghĩa mới vào năm 2006 sau khi phát hiện ra một số thế giới ở rìa của hệ mặt trời - một quyết định vẫn còn gây tranh cãi.
Liên minh thiên văn quốc tế định nghĩa một hành tinh là một vật thể:
- quay quanh mặt trời
- có khối lượng đủ để tròn, hoặc gần tròn
- không phải là vệ tinh (mặt trăng) của vật thể khác
- đã loại bỏ các mảnh vụn và các vật thể nhỏ khỏi khu vực xung quanh quỹ đạo của nó
IAU cũng tạo ra một phân loại mới hơn, "hành tinh lùn", là một đối tượng đáp ứng các tiêu chí hành tinh ngoại trừ việc nó có không phải dọn dẹp các mảnh vỡ từ khu phố quỹ đạo của nó. Định nghĩa này có nghĩa là Sao Diêm Vương - được coi là một hành tinh vào thời điểm đó - đã bị hạ cấp và phân loại lại thành một hành tinh lùn.
Nhưng không phải tất cả các nhà khoa học đều đồng ý với phân loại này, đặc biệt là sau khi tàu vũ trụ New Horizons bay bởi Sao Diêm Vương vào năm 2015. Tàu vũ trụ đã tiết lộ một thế giới phức tạp đầy biến đổi địa chất. Điều này bao gồm những ngọn núi cao tới 11.000 feet (3.500 mét), một khu vực hình trái tim có biệt danh Tombaugh Regio chứa băng metan và các chất khác, và địa hình kỳ lạ có băng trông giống như da rắn, trong số nhiều đặc điểm khác kể từ đó, các thành viên của nhóm New Horizons đã có những bài thuyết trình khoa học cho rằng Sao Diêm Vương thực sự là một hành tinh. Những phát hiện khoa học mới tiếp tục làm kinh ngạc công chúng, Alan Stern cho biết vào năm 2018.
Stern cho biết trong một cuộc phỏng vấn trên podcast của NASA: "Tôi nghĩ rằng hai điều ngạc nhiên lớn nhất của tôi là trước tiên, sao Diêm Vương tuyệt vời đến thế - hóa ra có bao nhiêu loại tính năng khác nhau trên bề mặt và thậm chí trong bầu khí quyển". "Có một cái gì đó cho tất cả mọi người. Và phát hiện đáng kinh ngạc thứ hai là có bao nhiêu thành viên của công chúng thực sự muốn tham gia vào nó và chỉ là một phần của cuộc thám hiểm này. Chúng tôi hy vọng nó sẽ là một phản ứng lớn, nhưng nó lớn hơn nhiều so với chúng tôi nghĩ."
Lịch sử hành tinh
Thuật ngữ "hành tinh" ban đầu xuất phát từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "kẻ lang thang". Nhiều nền văn hóa cổ đại đã quan sát những "ngôi sao đang chuyển động" này, nhưng phải đến khi kính viễn vọng ra đời vào những năm 1600, các nhà thiên văn học mới có thể nhìn vào chúng chi tiết hơn. Các kính viễn vọng nhỏ tiết lộ các mặt trăng bao quanh Sao Mộc - một bất ngờ lớn đối với Galileo Galilei (người khám phá có khả năng) và các đối thủ của ông tại Nhà thờ Công giáo - cũng như vòng quanh Sao Thổ và một tảng băng trên Sao Hỏa.
Kính viễn vọng cũng tiết lộ sự tồn tại của các vật thể mà người xưa không biết, bởi vì chúng ở quá xa và nhỏ để có thể phát hiện bằng mắt thường. Sao Thiên Vương được tìm thấy vào ngày 13 tháng 3 năm 1781, bởi nhà thiên văn học sung mãn William Herschel. Ceres được phát hiện giữa Sao Hỏa và Sao Mộc vào năm 1801. Ban đầu nó được phân loại là một hành tinh, nhưng sau đó người ta nhận ra rằng Ceres là người đầu tiên trong số các loại vật thể cuối cùng được gọi là tiểu hành tinh. Sao Hải Vương được phát hiện vào năm 1846. [Liên quan: Các hành tinh trong Hệ Mặt trời: Thứ tự của 8 (hoặc 9) Hành tinh]
Các nhà thiên văn học tiếp tục lùng sục các vùng bên ngoài của hệ mặt trời để tìm kiếm một "Hành tinh X" lớn được cho là đang làm xáo trộn quỹ đạo của Thiên vương tinh và Hải vương tinh. Trong khi những bất thường này sau đó được giảm giá bằng các quan sát tiếp theo, Clyde Tombaugh đã phát hiện ra một vật thể nhỏ hơn vào năm 1930 ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Được gọi là Sao Diêm Vương, vật thể (khi đó được gọi là một hành tinh) tương đối nhỏ và có quỹ đạo rất lập dị mà đôi khi còn đưa nó đến gần mặt trời hơn so với Sao Hải Vương.
Khám phá nhiều thế giới
Không có gì gần với kích thước của Sao Diêm Vương được tìm thấy trong hệ mặt trời trong hơn hai thế hệ. Điều đó đã thay đổi vào những năm 2000, khi Mike Brown - một nhà thiên văn học trẻ tuổi tại Viện Công nghệ California - đang tìm kiếm một dự án nghiên cứu xác định và quyết định tìm kiếm các vật thể trong hệ mặt trời bên ngoài.
Liên tiếp, Brown và nhóm của ông đã phát hiện ra một số "vật thể xuyên sao Hải Vương" lớn hoặc các vật thể băng giá vượt ra ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương. Trong khi phát hiện ra các vật thể băng giá ở xa không phải là điều bất ngờ - Đám mây được cho là Oort, nơi sinh của sao chổi, nên có hàng nghìn tỷ những thứ này - đó là kích thước khiến các nhà thiên văn học khác chú ý.
Một số khám phá đáng chú ý của Brown bao gồm Quaoar; Trầm tích; Haumea; Erisand mặt trăng của nó, Dysnomia; và Makemake. Tất cả được tìm thấy trong một khoảng thời gian tương đối ngắn, giữa năm 2001 và 2005. Eris (ban đầu có biệt danh là "Xena" sau một chương trình truyền hình nổi tiếng thời bấy giờ) đủ lớn để một số người trong giới truyền thông gọi nó là hành tinh thứ 10.
Bình chọn và ý nghĩa
Với một loạt các khám phá đối đầu với họ, Liên minh Thiên văn Quốc tế đã dành hai năm để xem xét các bằng chứng và gọi một cuộc họp chung vào năm 2006 để bỏ phiếu về định nghĩa của một hành tinh sẽ là gì. Các đại biểu có mặt đã bỏ phiếu về một định nghĩa loại trừ Diêm vương tinh, Eris và bất kỳ đối tượng nào khác có cùng kích thước.
Tên gọi mới hơn "hành tinh lùn" được coi là một vật thể quay quanh mặt trời tròn, hoặc gần tròn, nhưng nhỏ hơn Sao Thủy. Đối tượng cũng có thể ở trong một khu vực có một số vật thể khác quay quanh nó, chẳng hạn như trong vành đai tiểu hành tinh. IAU chỉ chấp nhận năm đối tượng là hành tinh lùn cho đến nay: Ceres, Pluto, Eris, Makemake và Haumea. Nhưng có nhiều thế giới khác một ngày nào đó có thể được phân loại là các hành tinh lùn theo đặc điểm của chúng, chẳng hạn như Quaoar, Sedna, Orcus hoặc Salacia. Chẳng hạn, cần phải quan sát nhiều hơn để củng cố kích thước của nhiều hành tinh lùn bị nghi ngờ, chẳng hạn, điều này khó đạt được vì chúng ở rất xa trong hệ mặt trời và quá nhỏ.
Theo một số nhà thiên văn học, có thể có tới 200 hành tinh lùn trong hệ mặt trời và Vành đai Kuiper. Danh sách thực vật lùn chính thức của IAU cho thấy một loạt các thế giới phức tạp, với hầu hết chúng bao gồm các mặt trăng và các thành phần bề mặt đặc biệt với nhau.
Tuy nhiên, nhiều năm sau cuộc bỏ phiếu, vẫn có những nhà khoa học coi Sao Diêm Vương là một hành tinh. Ví dụ, NASA đã xuất bản một video vào đầu năm 2014 từ một số diễn giả tại Hội nghị Khoa học Sao Diêm Vương vào tháng 7 năm 2013, người liên tục gọi thế giới là một "hành tinh". Ngoài ra, những người như Alan Stern của NASA thường xuyên trình bày lập luận của họ về lý do tại sao Sao Diêm Vương vẫn nên được coi là một hành tinh, trích dẫn các vấn đề với định nghĩa IAU như các hành tinh không bao giờ dọn sạch hoàn toàn khu vực xung quanh chúng.
Nhiệm vụ Chân trời mới đến Sao Diêm Vương đã đổ thêm dầu vào lửa, vì các đặc điểm địa chất phức tạp của nó khiến nhiều nhà khoa học cho rằng "hành tinh" là địa vị phù hợp nhất với thế giới. Dữ liệu từ New Horizons vẫn đang được phân tích, và ban giám khảo sẽ không biết liệu định nghĩa về "hành tinh" sẽ được xem xét lại hay không. Nhiệm vụ Bình minh của NASA cũng đã đến thăm hành tinh lùn Ceres bắt đầu từ năm 2015, tiết lộ các đặc điểm như ngọn núi cao 4 dặm (6,5 km) và nhiều điểm sáng khác nhau trên bề mặt.
Tìm kiếm các thế giới đang diễn ra trong hệ mặt trời bên ngoài, với ví dụ nổi bật nhất là tìm kiếm "Hành tinh Chín". Đây là một hành tinh lý thuyết có thể ảnh hưởng đến quỹ đạo của các vật thể trong Vành đai Kuiper. Nếu nó tồn tại, nó sẽ giống như một "siêu trái đất", với đường kính gấp bốn lần hành tinh của chúng ta và to gấp 10 lần.
