Nằm cách Trái Đất 2.6-3.2 triệu km, Thiên Vương Tinh là một hành tinh thuộc nhóm hành tinh băng, với bề mặt lạnh lẽo như chính màu xanh đặc trưng của nó. Điều đặc biệt là thế giới băng giá này lại trục quay của nó nghiêng quá đà hẳn một bên; trong khi trục quay Trái Đất chúng ta chỉ nghiêng ~23.5 độ, thì trục quay Thiên Vương Tinh lại có “góc nghiêng thần thánh” đến kinh ngạc ~97.8 độ!

Có một niềm tin rộng rãi trước đây cho rằng vào ~4 tỉ năm trước, một hành tinh có kích thước ít nhất cũng gấp đôi Trái Đất đã  "đá" Thiên Vương Tinh "té chổng vó". Dù kịch bản này không đến mức phi lí, nhưng vẫn còn quá nhiều lỗ hổng trong lập luận.

Trước hết, nếu hành tinh này chịu tác động đột ngột từ một vụ va chạm, hệ thống vệ tinh tự nhiên chắc chẳn phải bị mất đi tính ổn định, nhưng các vệ tinh của nó lại khá tương đồng với nhóm vệ tinh Galileo (nhóm bốn vệ tinh lớn nhất của sao Mộc, bao gồm: Io, Europa, Ganymede và Callisto) về kích thước và khoảng cách. 

Thứ hai (I dont know if this is also the last), những vệ tinh của Thiên Vương Tinh vẫn là những thế giới băng lạnh lẽo. Bạn biết đấy, một thiên thể với khả năng khiến một hành tinh "lật ngang" gần 100 độ thế kia thì lượng nhiệt toả ra từ vụ va chạm sẽ nhiều đến cỡ nào? Chẳng phải mấy mặt trăng kia chỉ nên còn lại bề mặt gai góc lởm chởm đá sao, và vậy thế quái nào mà tỉ lệ đá:nước vẫn xấp xỉ 1:1 ? 

Giả thuyết mới do các nhà khoa học tại Viện Đại học Maryland, College Park, Hoa Kì đưa ra cho rằng mọi thứ phức tạp hơn thế nhiều. Tiến sĩ Zeeve Rogoszinski, cùng cộng sự, cũng là người thầy của ông - giáo sư Douglas Hamilton, cho rằng thủ phạm thật sự là chính hệ thống vành đai của Thiên Vương Tinh. Yeah, bạn không nghe nhầm đâu, Thiên Vương Tinh CÓ hệ thống vành đai. Trong trường hợp bạn không nghĩ hành tinh lạnh teo cả người này có vành đai như hai đại lão Mộc Tinh và Thổ Tinh, thì đó là vì chúng vô cùng khó thấy. Nhưng đợi một chút. Theo phát hiện từ tàu thăm dò Cassini-Huygens, hệ thống vành đai của một hành tinh có thể chỉ mang tính tạm thời và có thời gian tồn tại ngắn ngủi, nên việc cái "vòng lắc eo" mờ nhạt đến đáng thương của Thiên Vương Tinh từng mạnh mẽ như của người anh em sao Thổ cũng không có gì lạ.

"Nếu Thiên Vương Tinh có một đĩa tròn hành tinh với khối lượng tối thiểu gấp ba lần khối lượng của hệ thống vệ tinh khi nó còn trong giai đoạn hình thành bầu khí quyển, vận tốc tự quay sẽ tăng đến mức đủ để cộng hưởng với dao động quỹ đạo, có thể khiến độ nghiêng trục quay lên đến 70 độ." Trong thiên văn, hiện tượng này được gọi với cái tên tiến động trục quay, hay tuế sai trục.

Rogoszinski và Hamilton đã tạo ra các mô hình máy tính mô phỏng sự cộng hưởng giữa tuế sai trục và tuế sai quỹ đạo trong một triệu năm, nhưng tối đa chỉ được độ nghiêng xấp xỉ 70 độ. "Dù chúng tôi hiếm khi có thể mô hình hoá độ nghiêng 70 độ, và tiến đến 90 là bất khả thi, rất có thể một vụ chạm sau đó giữa Thiên Vương Tinh với một thiên thể (có khối lượng bằng một nửa Trái Đất) đã trợ giúp tiến trình này.", họ bổ sung trong bài nghiên cứu “Tilting Ice Giants with a Spin–Orbit Resonance”  trên tạp chí The Astrophysical Journal.

Cuối cùng thì, tất cả chỉ là giả thuyết. Các nhà thiên văn cần thời gian nhiều hơn để có thể nghiên cứu kỹ hơn cho câu trả lời của câu hỏi hóc búa này. Còn các bạn thì nghĩ sao?

Hình: Thiên Vương Tinh được nhìn thấy bởi tàu vũ trụ Voyager 2 của NASA. Nguồn: NASA / JPL-Caltech

----------------------

Nguồn Ảnh: NASA/JPL-Caltech

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] “Uranus Moons: Facts - NASA Science,” Nasa.gov, Nov. 10, 2017. https://science.nasa.gov/uranus/moons/facts/ 

[2] J. O’Donoghue et al., “Observations of the chemical and thermal response of ‘ring rain’ on Saturn’s ionosphere,” Icarus, vol. 322, pp. 251–260, Nov. 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.icarus.2018.10.027.

[3] Z. Rogoszinski and D. P. Hamilton, “Tilting Ice Giants with a Spin–Orbit Resonance,” The Astrophysical Journal, vol. 888, no. 2, p. 60, Jan. 2020, doi: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab5d35.

[4] M. Starr, “There’s a New Hypothesis For How Uranus Ended Up Tipped on Its Side,” ScienceAlert, Mar. 13, 2020. https://sciencealert.com/there-s-another-way-uranus-could-have-ended-up-tipped-on-its-side 

----------------------

Võ Anh Quốc

Ban Nội Dung CLB Thiên Văn USAC