Hành tinh lùn Haumea - một vật thể độc đáo trong Hệ Mặt trời

Haumea là một hành tinh lùn nằm ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Nó được phát hiện vào năm 2004 bởi một nhóm do Mike Brown của Caltech đứng đầu tại Đài quan sát Palomar ở Hoa Kỳ và vẫn gây tranh cãi đến ngày nay.

Vẫn có một cuộc tranh luận khốc liệt về việc liệu Sao Diêm Vương có nên được coi là một hành tinh hay không. Khi được hỏi, các nhà thiên văn học thường cho biết - nếu Sao Diêm Vương là một hành tinh, thì cũng có rất nhiều thiên thể khác trong Hệ Mặt Trời cũng nên được xem xét là hành tinh. Trong số đó có Haumea, một khối đá ít được khám phá ở vành đai Kuiper, là một trong những vật thể lớn và kỳ lạ nhất trong Hệ Mặt Trời. Hiện có một nhóm từ NASA đang tiến hành nghiên cứu về tính kỳ lạ của Haumea.

Vì Haumea cách Trái Đất rất xa, nên dữ liệu về vật thể này rất ít và khó khăn. Các tàu thăm dò con người chưa bao giờ đến gần vật thể này, một phần là vì nó quá nhỏ và xa để có thể đo chính xác bằng các kính thiên văn trên Trái Đất. Do đó, các nhà nghiên cứu thường phụ thuộc vào mô hình máy tính, công cụ ưa thích của họ.

Tuy nhiên, các mô hình máy tính cần một lượng dữ liệu đầu vào nhất định để đưa ra dự đoán, và cho đến nay, chúng ta mới chỉ biết một ít về Haumea. Một điều là tốc độ quay của nó - một ngày chỉ kéo dài bốn giờ trên bề mặt, ngắn hơn rất nhiều so với bất kỳ vật thể nào có kích thước tương tự trong Hệ Mặt Trời. Hơn nữa, hình dạng của nó 'không giống ai', hình dáng của Haumea trông hơi giống một quả bóng dài, thay vì hình cầu như hầu hết các vật thể cùng kích thước.

Tiến sĩ Noviello - tác giả chính của nghiên cứu - cho biết vật thể này còn có một số 'người anh em' nhỏ gọn, trông giống như các dải băng nước trôi theo quỹ đạo tương tự xung quanh vật thể chính - như Mặt Trăng, mặc dù nó không được coi là một Mặt Trăng. Để hiểu rõ hơn về những điều kỳ lạ của vật thể này, các nhà nghiên cứu đã phải quay ngược thời gian, tìm hiểu lịch sử của nó - và tất nhiên là đưa ra một số ước tính.

Đó là một quá trình gồm hai bước. Đầu tiên, Jessica Noviello, hiện là nhà nghiên cứu postdoc tại Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA, đã phát triển một mô hình chỉ yêu cầu ba đầu vào riêng biệt - kích thước, khối lượng và tốc độ quay của Haumea. Kết quả đầu ra của mô hình đầu tiên sẽ cung cấp thông tin như kích thước và mật độ của lõi vật thể, sau đó được sử dụng trong một mô hình khác làm cơ sở để tìm ra quy trình hình thành, phản ánh Haumea hiện tại như thế nào.

Thay đổi nhỏ trong các thông số đầu vào của mô phỏng cuối cùng sẽ dẫn đến một loạt các kết quả mong đợi, có thể được so sánh với dữ liệu thực tế. Nhưng nó cũng làm nổi bật một số điều thú vị có thể xảy ra trong quá trình hình thành của Haumea.

Đầu tiên, nó có thể đã trải qua một va chạm khổng lồ trong giai đoạn hình thành ban đầu. Do đó, quán tính đã khiến cho vận tốc quay của nó tăng đột ngột. Đồng thời, va chạm có thể đã làm cho các phần của Haumea bị văng ra, tạo thành những quả bóng băng nhỏ mà giờ được gọi là 'người anh em' của nó.

Việc tạo ra những quả bóng băng nhỏ đó đòi hỏi một quy trình thứ hai, mất nhiều thời gian hơn, nhưng được cho là có tác động lớn. Sự quay nhanh khiến những tảng đá dày đặc hơn trượt xuống lõi của hành tinh lùn, và những tảng đá đó bắt đầu di chuyển vị trí. Bởi vì chúng, giống như tất cả các loại đá khác ở ngoài không gian, đều phản xạ ánh sáng, do đó chúng bắt đầu làm tan chảy lớp băng nước đang đông lại trên lớp vỏ bên ngoài của Haumea.

Một phần nước sau đó tràn vào lõi, tạo ra một chất liệu giống như đất sét, và lực hướng tâm sau đó đã tạo ra hình dáng dài như vậy mà chúng ta thấy ngày nay. Ngoài ra, một số quả cầu băng bị mất cân bằng trên vật thể chính và nát ra để tạo ra các thiên thể băng nhỏ hơn, vẫn quay cùng quỹ đạo với hành tinh lùn mẹ.

Hiện tại, tất cả các kết quả này đều từ các mô hình mô phỏng, nhưng chúng có ý nghĩa cả logic và khoa học. Tuy nhiên, sẽ mất một thời gian trước khi chúng ta thu thập thêm bất kỳ dữ liệu cụ thể nào về Haumea hoặc các người anh em trong vành đai Kuiper của nó. Cho đến khi đó, các nhà vật lý thiên văn sẽ phải hài lòng với các kết quả từ nghiên cứu như của Tiến sĩ Noviello và nhóm của bà đã được công bố gần đây trên Tạp chí Khoa học Hành tinh.