Sao Diêm Vương theo các nhà khoa học là một hành tinh lùn lùn có cấu tạo bề mặt khá kỳ lạ, và không phải ai cũng cho rằng nó là một hành tinh đúng nghĩa.
Trong lịch sử ngành khoa học vũ trụ thế giới, ngày 24/08/2006 là một ngày khó có thể quên. Kể từ ngày này, những hiểu biết trước đó của nhân loại về Hệ Mặt Trời đã bị thay đổi, những thông tin trong sách giáo khoa đã phải viết lại, công chúng đã tỏ ra rất không hài lòng.
Đó chính là ngày các nhà khoa học tại Liên minh Thiên Văn Quốc Tế (IAU) bỏ phiếu để loại bỏ Sao Diêm Vương khỏi danh sách các hành tinh trong Hệ Mặt Trời và xếp nó là một hành tinh lùn. Đây là một thay đổi lớn giống như một kiểu hạ cấp Sao Diêm Vương và vẫn còn gây bàn tán cho đến tận ngày nay.
IAU đã đưa ra định nghĩa hành tinh là một thiên thể quay quanh Mặt Trời, có bề ngoài tương tự hình cầu và đã hút hết các mảnh vụn trong vùng lân cận quỹ đạo của nó. Dù rằng định nghĩa này cũng không được thống nhất rộng rãi.
Trái Đất hay Sao Mộc cũng không loại bỏ hết các tiểu hành tinh khỏi vùng quỹ đạo của chúng dù 2 hành tinh này có kích thước lớn hơn những tiểu hành tinh đó. Ngoài ra, hành tinh lùn Ceres cũng có hình cầu và quay xung quanh Mặt Trời nhưng không được coi là hành tinh đúng nghĩa.
Việc hạ cấp Sao Diêm Vương xuống là hành tinh lùn đã đặt ra những vấn đề về cách thức xác định bất kỳ thực thể nào tồn tại trong Hệ Mặt Trời nói riêng và trong vũ trụ nói chung. Nó cho thấy sự bối rối của khoa học khi không thể sắp xếp các thực thể vào những danh mục rõ ràng.
Nhiều người vẫn chưa thực sự hiểu vì sao Sao Diêm Vương bị hạ cấp như thế, Hệ Mặt Trời đã từ 9 hành tinh xuống chỉ còn 8 hành tinh. Và giới khoa học đã đưa ra nhiều bằng chứng để thuyết phục công chúng về sự thay đổi này.
Thế nào là một hành tinh?
Từ hành tinh trong tiếng Anh có nghĩa là Planet – là một từ có từ thời cổ đại. Nó bắt nguồn từ từ “planetes” trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là ngôi sao lang thang. Cả 5 hành tinh được phát hiện sớm nhất là Sao Thủy, Sao Kim, Sao Hỏa, Sao Thổ, Sao Mộc đều có thể nhìn thấy bằng mắt thường và có thể thấy chúng di chuyển trên bầu trời so với vị trí các ngôi sao khác.
Từ khi xuất hiện kính viễn vọng, các nhà thiên văn học đã phát hiện thêm 2 hành tinh mới là Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương. Hai hành tinh này khó có thể quan sát bằng mắt thường vì chúng quá mờ.
Khi các nhà thiên văn học phát hiện ra hành tinh lùn Ceres, ban đầu họ đã phân loại nó là một hành tinh, nhưng sau đó tính toán cho thấy nó nhỏ hơn so với các hành tinh từng được biết đến vào thời điểm đó do đó Ceres bị xếp hạng trong 1 nhóm các thiên thể đá, gọi là tiểu hành tinh.
Sao Diêm Vương đã được tìm thấy và được xếp hạng là một hành tinh vào năm 1930, cần lưu ý là IAU đã được ra đời vào năm 1919. Nhà thiên văn học Clyde Tombaugh của Đài quan sát Lowell ở Arizona đã phát hiện ra Sao Diêm Vương sau khi so sánh những bức ảnh chụp bầu trời trong nhiều ngày khác nhau và nhận thấy có một chấm nhỏ xuất hiện qua lại giữa các ngôi sao trên bầu trời.
Tuy nhiên, ngay lúc đó Sao Diêm Vương đã bị coi là một hành tinh kỳ quặc bởi quỹ đạo của nó rất lệch tâm, đến mức trong quỹ đạo quay quanh Mặt Trời dài 248 năm của nó thì có đến 20 năm nó đến gần Mặt Trời hơn Sao Hải Vương. Ngoài ra, nó cũng có độ nghiêng rất lớn lên tới 122,53°.
Vào năm 1992, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra thiên thể đầu tiên của Vành đai Kuiper được đặt tên là 1992 QB1. Nó là một thiên thể nhỏ bay xung quanh vùng lân cận của Sao Diêm Vương và hoàn toàn nằm ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Nhiều thiên thể như thế sau đó được phát hiện cho nhân loại thấy được một vành đai thiên thể tương tự như vành đai tiểu hành tinh giữa sao Hỏa và sao Mộc.
Đến năm 2005, các nhà khoa học còn phát hiện ra một thiên thể có tên là Eris được cho là còn lớn hơn cả Sao Diêm Vương.
Câu hỏi khó về hành tinh
Ngay thời điểm đó, các nhà khoa học đã phải tự đặt ra một sự hoài nghi: Nếu coi Sao Diêm Vương là một hành tinh thì có nghĩa Eris cũng là một hành tinh. Vậy tất cả những thiên thể băng giá khác ngoài vành đai Kuiper hoặc những vật thể nhỏ hơn trong vành đai tiểu hành tinh thì sao? Đâu là ranh giới để phân loại một hành tinh?
Nhiều cuộc tranh luận đã diễn ra sao đó với nhiều đề xuất mới về định nghĩa thế nào là một hành tinh được các bên đưa ra. Và để tìm được sự đồng thuận là không hề dễ dàng vì các quan điểm luôn luôn bị phản biện ở một góc độ nào đó.
Cho đến 1 năm sau đó, các nhà khoa học cũng chưa có kết luận cuối cùng, và thế khó xử này đã bao trùm lên cuộc họp Đại hội đồng IAU diễn ra tại Prague năm 2016. Tại đây, các nhà khoa học đã trải qua 8 ngày tranh luận với 4 đề xuất khác nhau. Thậm chí có một ý tưởng cho rằng số hành tinh trong Hệ Mặt Trời phải là 12, bao gồm cả tiểu hành tinh lớn nhất Ceres và mặt trăng Charon của Sao Diêm Vương.
Nhà thiên văn học Mike Brown của Caltech – người đã phát hiện ra thiên thể Eris nhận xét rằng ý tưởng này không hề phù hợp chút nào.
Gần cuối hội nghị năm đó, 424 nhà thiên văn học đã bỏ phiếu để tạo ra 3 loại thực thể mới trong Hệ Mặt Trời. Theo đó, chỉ có 8 hành tinh từ Sao Thủy đến Sao Hải Vương, còn Sao Diêm Vương và các thiên thể có chung khu vực lân cận quỹ đạo của chúng và các thực thể khác được gọi là hành tinh lùn. Tất cả các vật thể khác quay xung quanh Mặt Trời sẽ được gọi là các tiểu hành tinh trong Hệ Mặt Trời.
Sứ mệnh của tàu vũ trụ New Horizons và cuộc tranh luận về hành tinh
Cuộc bỏ phiếu này đã khiến nhiều người không hài lòng, trong đó có Alan Stern, người đứng đầu sứ mệnh tàu vũ trụ New Horizons của NASA cho biết chỉ có chưa đến 5% trong số 10 nghìn nhà thiên văn học trên toàn thế giới tham gia cuộc bỏ phiếu. Vậy mà kết luận của cuộc bỏ phiếu lại mang tính thay đổi rất lớn.
Tàu vũ trụ New Horizons từng bay ngang qua Sao Diêm Vương vào năm 2015 đã chụp được nhiều bức ảnh bề mặt của nó tạo nên một bước ngoặt quan trọng về cuộc tranh luận. Trên bề mặt của Sao Diêm Vương có những ngọn núi lớn, miệng núi lửa và thậm chí có cả dấu hiệu chất lỏng chảy trên bề mặt. Tất cả những bằng chứng đó cho thấy Sao Diêm Vương đã trải qua những thay đổi địa chất lớn kể từ khi hình thành.
Dựa vào đó, những người có quan điểm như Alan Stern cho rằng nên xếp hạng Sao Diêm Vương như một hành tinh vì nó là một nơi có những sự vận động nội tại chứ không hề tĩnh như người ta nghĩ.
Đối với mặt trăng Charon của Sao Diêm Vương cũng là một thực thể đáng chú ý, nó có một khu vực màu đỏ nằm trên cực và dường như nó thay đổi theo mùa, chỉ có điều mùa trên đó kéo dài hơn trên Trái Đất rất lâu. Mặt khác, Sao Diêm Vương có một số mặt trăng bay quanh trong khi 2 hành tinh được công nhận khác là Sao Thủy và Sao Kim thậm chí còn không có mặt trăng nào. Tuy nhiên, nhiều tiểu hành tinh và hành tinh lùn cũng có mặt trăng, điều này khiến cho định nghĩa về hành tinh cũng trở lên phức tạp hơn.
Những quan điểm như trên khá được ủng hộ rộng rãi trong cộng đồng nhưng trong giới chuyên gia vẫn thường xuyên xảy ra các cuộc tranh luận. Một ý kiến đưa ra vào năm 2017 đã định nghĩa hành tinh là một vật thể tròn trong không gian có kích thước nhỏ hơn 1 ngôi sao. Với đề xuất này thì Sao Diêm Vương sẽ được xếp hạng trở lại là một hành tinh đúng nghĩa. Nhưng nếu như vậy thì Mặt Trăng của Trái Đất và nhiều mặt trăng khác trong Hệ Mặt Trời cũng bỗng nhiên được công nhận là hành tinh. Và tổng số hành tinh trong Hệ Mặt Trời sẽ lên đến con số 110.
Liệu Sao Diêm Vương có được xếp hạng là hành tinh trong tương lai hay không?
Nhà vật lý thiên văn Ethan Siegel từng phát biểu rằng, trên thực tế Sao Diêm Vương đã bị xếp hạng sai ngay từ khi phát hiện ra, nó không thể là một hành tinh đúng nghĩa giống như 8 hành tinh còn lại trong Hệ Mặt Trời.
Nhà thiên văn học Mike Brown cũng cho rằng Sao Diêm Vương chưa phải là một hành tinh, chẳng qua là con người đã hiểu sai về nó trong suốt 50 năm. Giờ đây chúng ta đã có những hiểu biết sâu sắc hơn và nên chấp nhận thực tế.
Dù vậy, IAU vẫn có thể sẽ xem xét lại các cuộc tranh cãi bất cứ lúc nào để đưa ra thay đổi nếu thấy cần thiết.
Tại sao điều này lại trở nên quan trọng?
Để trả lời cho thế hệ sau về việc Sao Diêm Vương có phải là một hành tinh hay không có lẽ các nhà khoa học cần thời gian nghiên cứu sâu xa hơn về vũ trụ, vượt ra khỏi Hệ Mặt Trời để tìm kiếm và xem xét hành tinh là như thế nào và không phải hành tinh thì ra sao.
Cho đến nay, nhân loại đã tìm thấy hơn 5000 ngoại hành tinh – những hành tinh xa xôi nằm bên ngoài Hệ Mặt Trời phản ánh một vũ trụ rộng lớn vô tận. Nhiều siêu Trái Đất được phát hiện (những hành tinh có kích thước lớn hơn Trái Đất nhưng nhỏ hơn Sao Thiên Vương, hoặc những hành tinh như Sao Mộc nhưng có nhiệt độ rất nóng, và có cả một loạt những hành tinh với kích thước khác nhau.
Những điều này cho chúng ta thấy rằng mỗi hệ mặt trời có những đặc trưng riêng của chúng. Sự hình thành các hành tinh cũng vô cùng khác biệt và bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như các ngôi sao, hố đen hay siêu tân tinh. Và khi hành tinh được hình thành rồi thì kết nối giữa chúng và các hành tinh khác sẽ ra sao, tác động của ngôi sao mẹ sẽ thế nào vẫn còn là những bí ẩn.
Do vậy, định nghĩa về một hành tinh đúng nghĩa rất có thể sẽ có thay đổi trong tương lai để phù hợp hơn với những gì khoa học phát hiện ra mà ngày nay chúng ta chưa biết tới. Có thể nó sẽ được gắn liền với các hoàn cảnh và khu vực cụ thể.
Đến nay, chỉ có một điều chắc chắn là những cuộc tranh luận về hành tinh và Sao Diêm Vương sẽ tiếp tục diễn ra trong một khoảng thời gian khá dài nữa.
