Hệ Mặt Trời hiện có 8 hành tinh được công nhận, từ Sao Thủy gần Mặt Trời nhất đến Sao Hải Vương ở xa nhất. Thế nhưng, các nhà khoa học từ lâu đã đặt ra câu hỏi: Liệu còn một hành tinh khổng lồ nào đó đang ẩn mình ngoài quỹ đạo Sao Hải Vương mà chúng ta chưa phát hiện?
Giả thuyết về hành tinh thứ 9 (Planet Nine) xuất phát từ những chuyển động bất thường của một số thiên thể nhỏ ở vùng rìa Hệ Mặt Trời. Quỹ đạo của chúng có những đặc điểm khiến các nhà thiên văn nghi ngờ về sự tồn tại của một hành tinh chưa được biết đến, đang tác động lên các thiên thể này bằng lực hấp dẫn.
Theo một số mô hình, hành tinh bí ẩn có thể có kích thước tương đương Sao Hải Vương và nằm cách Mặt Trời hàng trăm đơn vị thiên văn (AU). Một AU tương đương khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời, tức gần 150 triệu km.
Dù vậy, hành tinh thứ 9 đến nay vẫn chỉ là giả thuyết bởi chưa có quan sát trực tiếp nào xác nhận sự tồn tại của nó.
Vì sao hành tinh thứ 9 khó được tìm thấy?
Nếu thực sự tồn tại, hành tinh thứ 9 có thể nằm ở khoảng cách xa Mặt Trời gấp ít nhất 10 lần so với Sao Hải Vương.
Ở khoảng cách khổng lồ ấy, 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 nhà khoa học ước tính, nếu hành tinh thứ 9 có kích thước gần bằng Sao Hải Vương nhưng nằm xa Mặt Trời gấp 10 lần, nó có thể mờ hơn khoảng 10.000 lần khi quan sát bằng ánh sáng khả kiến.
Tuy nhiên, hành tinh không chỉ phản xạ ánh sáng mà còn có thể tự phát ra bức xạ nhiệt. Bức xạ này có thể được các kính thiên văn hồng ngoại ghi nhận, mở ra một hướng tìm kiếm khác.
Thay vì chỉ quan sát ánh sáng phản xạ từ Mặt Trời, các nhà khoa học có thể lần theo những tín hiệu nhiệt rất yếu phát ra từ các thiên thể xa xôi.
Manh mối từ hai kính thiên văn cách nhau 23 năm
Một nhóm nghiên cứu quốc tế, trong đó có nhà khoa học Terry Long Phan thuộc Đại học Quốc gia Thanh Hoa (Đài Loan, Trung Quốc), đã tìm kiếm hành tinh thứ 9 bằng cách phân tích dữ liệu từ hai vệ tinh thiên văn hồng ngoại.
Đó là IRAS, được phóng năm 1983, và AKARI, được phóng năm 2006. Hai cuộc khảo sát bầu trời cách nhau khoảng 23 năm.
Khoảng thời gian này có ý nghĩa đặc biệt. Nếu hành tinh thứ 9 nằm ở vùng rất xa Mặt Trời, nó sẽ chuyển động trên quỹ đạo cực kỳ chậm. Trong một lần quan sát ngắn, hành tinh có thể gần như đứng yên trên bầu trời. Nhưng sau hơn hai thập kỷ, vị trí của nó có thể thay đổi đủ để các nhà khoa học nhận ra.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phần mềm để so sánh những nguồn tín hiệu hồng ngoại được IRAS và AKARI ghi nhận, tìm kiếm các trường hợp có sự dịch chuyển phù hợp với dự đoán về hành tinh thứ 9.
Ban đầu, hệ thống phát hiện 13 cặp tín hiệu tiềm năng. Sau quá trình kiểm tra, chỉ còn một cặp được giữ lại làm ứng viên đáng chú ý nhất.
Theo phân tích, nguồn tín hiệu này có độ dịch chuyển khoảng 47,5 phút cung trong 23 năm, tương đương khoảng 1,5 lần đường kính biểu kiến của Mặt Trăng tròn trên bầu trời.
Đặc điểm đó khiến các nhà khoa học đặt ra khả năng hai tín hiệu được ghi nhận cách nhau 23 năm có thể đến từ cùng một thiên thể đang chuyển động rất chậm ở vùng ngoài Hệ Mặt Trời.
Đã tìm thấy hành tinh thứ 9 hay chưa?
Câu trả lời hiện tại là chưa.
Mặc dù kết quả nghiên cứu mang đến một manh mối đáng chú ý, hai vị trí quan sát vẫn chưa đủ để xác định chính xác quỹ đạo của vật thể.
Các nhà thiên văn cần tiếp tục quan sát để kiểm tra liệu hai nguồn tín hiệu có thực sự thuộc về cùng một thiên thể hay không. Nếu được xác nhận, họ mới có thể tiến hành tính toán quỹ đạo, khoảng cách và những đặc điểm vật lý của vật thể này.
Một trong những thiết bị có thể được sử dụng để tìm kiếm tiếp là máy ảnh thiên văn DECam trên kính thiên văn Victor M. Blanco tại Chile.
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.
Còn hiện tại, hành tinh thứ 9 vẫn là một trong những bí ẩn hấp dẫn của thiên văn học, nơi các nhà khoa học đang từng bước tìm kiếm câu trả lời từ những tín hiệu rất yếu giữa không gian bao la.
