[비즈한국] Gần đây, giám đốc NASA Jared Isaacman đã châm ngòi cho một vụ bê bối bất ngờ. Ông tuyên bố sẽ xem xét ở cấp độ NASA liệu có thể đưa Sao Diêm Vương trở lại làm hành tinh hay không. Vụ việc này xuất phát từ một lá thư tay của một cô bé người Mỹ đăng trên X yêu cầu biến Sao Diêm Vương thành hành tinh một lần nữa, và Isaacman đã phản hồi rằng ông sẽ xem xét vấn đề đó.
Sao Diêm Vương, vốn được gọi là hành tinh cuối cùng của hệ Mặt Trời kể từ khi được phát hiện lần đầu vào năm 1930, đã bị tước bỏ tư cách hành tinh thông qua cuộc bỏ phiếu của các nhà thiên văn học vào năm 2006. Những người đề xuất muốn đưa Sao Diêm Vương, vốn đã bị loại bỏ như thế, quay trở lại làm hành tinh. Nhưng liệu điều đó có khả thi? Liệu họ sẽ sử dụng danh nghĩa gì để trả lại tư cách hành tinh cho Sao Diêm Vương vốn đã bị khai trừ?
Khả năng 'phục chức' của Sao Diêm Vương không phải là một vấn đề đơn giản. Ngay từ đầu, lý do Sao Diêm Vương mất tư cách hành tinh không phải chỉ vì nó nhỏ hay xấu xí. Cốt lõi nằm ở vị thế của Sao Diêm Vương trong hệ Mặt Trời về mặt động lực học.
Năm 2006, Hiệp hội Thiên văn Quốc tế đã thiết lập ba tiêu chuẩn cho các hành tinh trong hệ Mặt Trời. Thứ nhất, nó phải quay quanh Mặt Trời. Thứ hai, nó phải có đủ trọng lực để tự định hình thành dạng gần như tròn, tức là đạt trạng thái cân bằng thủy tĩnh. Thứ ba, nó phải chiếm ưu thế về trọng lực xung quanh quỹ đạo của chính mình. Nói cách khác, không được có nhiều thiên thể khác có kích thước tương tự tồn tại gần quỹ đạo của nó. Nó phải là thực thể áp đảo trong vùng quỹ đạo đó. Chính điều kiện thứ ba này đã trở thành cái cớ khiến Sao Diêm Vương bị tước tư cách hành tinh.
Lúc này, Hiệp hội Thiên văn Quốc tế lần đầu tiên trong lịch sử nhân loại đã tạo ra định nghĩa khoa học cho từ 'hành tinh' vốn được sử dụng theo thói quen bấy lâu nay. Vì quá nhiều mảnh vỡ thiên thể nhỏ được phát hiện khiến tình hình hệ Mặt Trời trở nên hỗn loạn, họ buộc phải dọn dẹp giao thông một cách khẩn cấp. Thông qua nghị quyết được quyết định vào thời điểm đó, hành tinh và hành tinh lùn đã được phân loại thành các danh mục riêng biệt. Sao Diêm Vương thỏa mãn hai điều kiện đầu tiên trong các tiêu chí mới được tạo ra nhưng không đáp ứng được điều kiện thứ ba, và cuối cùng bị giáng cấp xuống thành hành tinh lùn.
Tuy nhiên, sự kiện này đã gây tổn thương trong lòng những người yêu mến Sao Diêm Vương. Mọi người bắt đầu vẽ những khuôn mặt buồn bã lên hình ảnh Sao Diêm Vương, vốn chỉ là một thiên thể bình thường, và cảm thấy tiếc cho thân phận của nó. Thậm chí, có rất nhiều người mong muốn sự phục chức cho Sao Diêm Vương. Một số ít nhà thiên văn học phàn nàn rằng điều kiện thứ ba, điều kiện cuối cùng khiến Sao Diêm Vương bị giáng cấp, quá khiên cưỡng. Sao Diêm Vương thậm chí còn trở thành thiên thể nổi tiếng hơn sau khi bị đuổi khỏi vị thế hành tinh so với lúc nó còn là hành tinh.
Nhưng điều quan trọng ở đây là Sao Diêm Vương không hề bị đuổi vì bỗng dưng trở nên kỳ lạ. Ngược lại mới đúng. Vào năm 2006, chúng ta đã hiểu rõ hơn về hệ Mặt Trời. Trong phần lớn thế kỷ 20, Sao Diêm Vương trông như một hành tinh thứ chín cô độc. Nhưng sau những năm 1990, khi hiệu suất của kính thiên văn phát triển nhanh chóng, vô số thiên thể băng giá ngoài Sao Hải Vương đã được phát hiện và sự tồn tại của vành đai Kuiper đã được tiết lộ. Hóa ra Sao Diêm Vương không phải là một hành tinh cô đơn, mà là một trong những thành viên rất lớn của vành đai Kuiper.
Đòn giáng chí mạng nhất vào vị thế của Sao Diêm Vương chính là sự phát hiện ra Eris. Năm 2005, Eris được tìm thấy với kích thước tương tự Sao Diêm Vương, quay quanh quỹ đạo bên ngoài Sao Hải Vương. Và một câu hỏi tự nhiên nảy sinh: Nếu Sao Diêm Vương là hành tinh, thì Eris là gì? Còn những thiên thể được phát hiện liên tiếp sau đó như Haumea, Makemake, Quaoar, Gonggong, Orcus, và Sedna thì sao? Tại sao Sao Diêm Vương lại đặc biệt đến mức chỉ mình nó được ngoại lệ? Hay là chúng ta nên chấp nhận tất cả những mảnh vỡ đó thành hành tinh mới chỉ vì Sao Diêm Vương? Nếu vậy, mỗi khi một thiên thể mới được phát hiện ở rìa hệ Mặt Trời, số lượng hành tinh sẽ tăng lên không giới hạn. Quyết định táo bạo mà các nhà thiên văn học đưa ra năm 2006 chính là để ngăn chặn sự hỗn loạn đó.
Nếu bạn muốn hồi sinh Sao Diêm Vương, có hai cách chính. Một là thay đổi định nghĩa về hành tinh. Nếu làm vậy, định nghĩa hành tinh được tạo ra năm 2006 sẽ bị đảo ngược chỉ sau vỏn vẹn 20 năm. Cách khác là tìm ra một đặc điểm độc đáo mà chỉ Sao Diêm Vương mới có, không có ở các thiên thể vành đai Kuiper khác, để khẳng định Sao Diêm Vương về bản chất khác biệt so với các hành tinh lùn khác. Nhưng cả hai con đường này đều không dễ dàng trong thực tế.
Trước hết, hãy suy nghĩ về phương pháp thay đổi định nghĩa. Trên thực tế, vài năm trước đã có một đề xuất cấp tiến. Năm 2022, một bài báo có tiêu đề táo bạo 'Mặt Trăng cũng là hành tinh' đã được công bố. Trong bài báo này, các nhà nghiên cứu lập luận rằng hành tinh nên được định nghĩa dựa trên sự phức tạp về địa chất của chính thiên thể đó, thay vì tiêu chuẩn động lực học của quỹ đạo. Theo quan điểm này, việc một thiên thể quay quanh Mặt Trời hay Sao Mộc hoàn toàn không quan trọng. Lập luận cho rằng nếu nó đủ tròn, bề mặt phức tạp về mặt địa chất, và có các đặc điểm hành tinh phức tạp như hoạt động núi lửa, khí quyển, đại dương, từ trường, đốt nóng do thủy triều, thì tất cả đều nên được coi là hành tinh. Theo logic này, tất nhiên Sao Diêm Vương cũng có thể là hành tinh. Nhưng đồng thời, Mặt Trăng của chúng ta, Io, Europa, Ganymede, Titan, Enceladus, gần như tất cả các mặt trăng đều trở thành hành tinh. Đây có lẽ là một lập luận còn táo bạo hơn cả việc gọi tất cả các thiên thể vành đai Kuiper là hành tinh.
Tất nhiên, lập luận này cũng có chỗ để suy ngẫm về mặt khoa học. Đặc biệt là từ góc độ khoa học hành tinh, nơi tập trung nhiều hơn vào các đặc điểm chi tiết của từng thiên thể, việc thiên thể đó có cấu trúc địa chất như thế nào có thể quan trọng hơn việc nó chi phối quỹ đạo bao nhiêu. Trên thực tế, Titan có bầu khí quyển dày, Europa và Enceladus có đại dương dưới bề mặt. Io có những ngọn núi lửa dữ dội nhất trong hệ Mặt Trời. Chỉ nhìn từ góc độ địa chất, có lẽ chúng là những thế giới 'giống hành tinh' hơn nhiều so với các hành tinh đá lạnh lẽo đã chết.
Tuy nhiên, nếu chấp nhận định nghĩa này, vấn đề sẽ trở nên phức tạp hơn. Nó không chỉ kết thúc bằng việc phục chức cho Sao Diêm Vương. Số lượng hành tinh trong hệ Mặt Trời không phải là chín, mà có thể tăng lên hàng chục hoặc hàng trăm. Đây là kết quả mà ngay cả những người cảm thấy tiếc cho Sao Diêm Vương và mong muốn sự phục chức của nó cũng không lường trước được. Đó chẳng khác nào việc sáp nhập cả Mặt Trăng vào hành tinh chỉ để cứu vãn Sao Diêm Vương. Tất nhiên, có thể coi đó là một tiêu chuẩn nhất quán hơn tiêu chuẩn động lực học quỹ đạo, nhưng nó không phù hợp với mục đích chỉ chọn riêng Sao Diêm Vương để khôi phục lại vị thế cũ.
Vậy còn phương pháp thứ hai thì sao? Đó là tìm ra đặc điểm độc đáo chỉ Sao Diêm Vương mới có và ban cho nó một vị thế đặc biệt khác với Eris, Haumea, Makemake. Ở đây có một chút hy vọng. Bởi vì Sao Diêm Vương có bầu khí quyển. Thành phần chính của bầu khí quyển Sao Diêm Vương là nitơ, với một lượng nhỏ mêtan và carbon dioxide. Áp suất bề mặt trung bình của Sao Diêm Vương ở mức 10 microbar, bầu khí quyển cực kỳ loãng so với Trái Đất. Tuy nhiên, đó là một đặc điểm độc nhất vô nhị trong số các thiên thể ngoài Sao Hải Vương. Ít nhất chúng ta đã từng nghĩ vậy.
Sự tồn tại của bầu khí quyển mỏng manh mà Sao Diêm Vương sở hữu được thể hiện rõ nét trong bức ảnh do tàu thăm dò New Horizons chụp. Khi con tàu đi qua sau bóng của Sao Diêm Vương che khuất Mặt Trời, một kiểu nhật thực đã diễn ra bởi Sao Diêm Vương. Khoảnh khắc đó, ánh sáng Mặt Trời xuyên qua bầu khí quyển mỏng của Sao Diêm Vương đã tán xạ phía trên rìa bóng hình tròn của Sao Diêm Vương, tạo thành một vòng sáng rõ rệt.
Việc liệu các thiên thể khác ở rìa hệ Mặt Trời có khí quyển hay không có thể được xác định bằng cách sử dụng hiện tượng che khuất khi thiên thể đó che khuất một ngôi sao nền. Trong thời gian qua, quan sát che khuất ánh sao đã được thực hiện đối với nhiều thiên thể ngoài Sao Hải Vương (TNO) khác nhau như Eris, Haumea, Makemake, nhưng không phát hiện thấy khí quyển. Ngay cả khi có, người ta cũng giả định rằng chỉ có bầu khí quyển rất loãng ở mức 1 đến 100 nanobar. Trong trường hợp của Makemake, khả năng khí mêtan đang được giải phóng đã được đưa ra, nhưng không chắc chắn đó là bầu khí quyển ổn định bị giữ lại bởi trọng lực của Makemake hay khí chỉ tạm thời được giải phóng từ bề mặt thiên thể.
Tuy nhiên, do một phát hiện mới gần đây, niềm hy vọng cuối cùng của Sao Diêm Vương, niềm hy vọng là thiên thể vành đai Kuiper duy nhất có khí quyển, cũng đang bị đe dọa. Gần đây, trên tạp chí 'Nature Astronomy', người ta thông báo đã phát hiện tín hiệu về một bầu khí quyển mỏng trên 2002 XV93, một thiên thể vành đai Kuiper khác nằm xa hơn Sao Diêm Vương. Thiên thể này có đường kính chỉ khoảng 500km. Nó nhỏ hơn Sao Diêm Vương rất nhiều và trọng lực cũng yếu hơn. Thế nhưng, vào ngày 10 tháng 1 năm 2024, khi nó đi qua trước một ngôi sao nền, độ sáng của ngôi sao nền không bị ngắt quãng đột ngột. Khoảnh khắc thiên thể che khuất ánh sao, nó cho thấy dấu vết ánh sao nền uốn cong và yếu đi từ từ, giống như bị khúc xạ khi xuyên qua khí quyển.
Áp suất khí quyển ước tính của 2002 XV93 thông qua điều này là ở mức 200 đến 200 nanobar. Tương đương một phần vài triệu áp suất khí quyển Trái Đất. So với Sao Diêm Vương thì thấp hơn 50 đến 100 lần. Nhưng điều quan trọng là ngay cả ở một thiên thể vành đai Kuiper nhỏ hơn và xa hơn Sao Diêm Vương rất nhiều cũng có thể tồn tại bầu khí quyển có thể quan sát được. Điều này thách thức trực diện quan điểm trước đây cho rằng khí dễ bay hơi trên các thiên thể nhỏ đã bay mất từ lâu.
Nguồn gốc của bầu khí quyển này vẫn chưa rõ ràng. Có hai ứng cử viên chính. Một là nó có thể đã va chạm với một thiên thể băng nhỏ gần đây, giải phóng các chất dễ bay hơi và tạo ra một bầu khí quyển tạm thời. Một khả năng khác là hoạt động núi lửa băng ở nhiệt độ cực thấp, nơi các chất dễ bay hơi rò rỉ từ bên trong thiên thể, vẫn đang hoạt động. Phát hiện đáng kinh ngạc này cho thấy các thiên thể vành đai Kuiper có thể không chỉ là những hòn đá băng chết chóc bị đóng băng lạnh lẽo. Ngay cả các thiên thể nhỏ cũng có thể va chạm với các thiên thể khác ở rìa hệ Mặt Trời xa xôi và tối tăm đó, và các hoạt động địa chất chưa chết bên trong chúng diễn ra, cho phép chúng duy trì bầu khí quyển của riêng mình, dù chỉ là rất loãng.
Nếu không chỉ Sao Diêm Vương mà các thiên thể vành đai Kuiper khác, thậm chí cả những thiên thể nhỏ hơn cũng có thể tạm thời có khí quyển, thì việc phục chức cho Sao Diêm Vương càng trở nên khó khăn hơn. Để biến Sao Diêm Vương trở lại thành hành tinh, cần phải đặt ra một tiêu chuẩn mới. Tiêu chuẩn mới đó phải là tiêu chuẩn không ảnh hưởng gì đến vị thế của các hành tinh Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa, Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương, nhưng đồng thời là tiêu chuẩn chỉ có thể cứu sống Sao Diêm Vương trong số vô vàn các thiên thể vành đai Kuiper khác. Cho đến gần đây, ít nhất bầu khí quyển mỏng của Sao Diêm Vương có vẻ là một hy vọng, nhưng giờ đây ngay cả hy vọng đó cũng trở nên mơ hồ. Dù dùng bất kỳ tiêu chuẩn nào, con đường để chỉ chọn ra mình Sao Diêm Vương để hồi sinh có vẻ gần như là không thể.
Cuối cùng, việc nói rằng sẽ biến Sao Diêm Vương thành hành tinh một lần nữa gần giống như một khẩu hiệu văn hóa đáp ứng nguyện vọng của công dân hơn là một lập luận khoa học. Sao Diêm Vương là thiên thể duy nhất cho đến thế kỷ 20 được phát hiện bởi nhà thiên văn học người Mỹ Clyde Tombaugh, và nó đáng yêu đến mức được đặt tên cho một nhân vật Disney. Ở Mỹ, tình cảm dành cho Sao Diêm Vương đặc biệt hơn cả. Tuy nhiên, các định nghĩa và phân loại khoa học không chỉ dựa vào tình cảm. Phân loại khoa học không tồn tại để cưng chiều một thiên thể, mà tồn tại để nhìn nhận vũ trụ bằng một cái nhìn nhất quán hơn.
Bang New Mexico của Mỹ đã tự ý tạo ra một sắc lệnh gọi Sao Diêm Vương là hành tinh. New Mexico là nơi Tombaugh đã sống những năm cuối đời. Họ khẳng định rằng miễn là có thể nhìn thấy Sao Diêm Vương trên bầu trời đêm của họ thì đó là một hành tinh. Và họ kỷ niệm ngày 13 tháng 3, ngày tin tức về việc phát hiện Sao Diêm Vương được công bố ra thế giới, là "Ngày hành tinh Sao Diêm Vương".
Tuy nhiên, tất cả những điều này chỉ là khẩu hiệu chính trị, không có ý nghĩa gì về mặt khoa học. Quyết định phân loại lại Sao Diêm Vương thành hành tinh lùn không phải là quyết định được Mỹ hay NASA đưa ra đơn phương. Nghị quyết chính thức đã được thông qua thông qua cuộc bỏ phiếu của các nhà thiên văn học trên toàn thế giới tập trung tại Prague vào năm 2006, và đó là cách định nghĩa mới về hành tinh được tạo ra. Nó không bao giờ có thể bị thay đổi một cách độc đoán bởi một quốc gia, một tổ chức.
Ngay từ đầu, Sao Diêm Vương nhất thiết phải là hành tinh sao? Dù là hành tinh hay không, Sao Diêm Vương bản thân nó đã rất hấp dẫn và tuyệt vời. Ngược lại, nỗ lực nhồi nhét Sao Diêm Vương vào tiêu chuẩn cũ kỹ gọi là hành tinh có thể làm tổn hại đến giá trị thực sự của Sao Diêm Vương. Giờ đây, Sao Diêm Vương đã trở thành thủ lĩnh của vành đai Kuiper. Nó đại diện cho quỹ đạo bên ngoài hệ Mặt Trời, phía sau Sao Hải Vương. Việc trở thành hành tinh lùn thực ra không phải là giáng cấp, mà chỉ là tìm lại vị trí thích hợp của nó. Danh hiệu hành tinh lùn làm nổi bật thế giới rộng lớn hơn mà Sao Diêm Vương thuộc về.
Chu kỳ quỹ đạo của Sao Diêm Vương là 248 năm. Việc Sao Diêm Vương được con người phát hiện lần đầu tiên là vào năm 1930. Có nghĩa là kể từ khi được phát hiện lần đầu tiên cho đến nay, nó chưa thực hiện được một vòng quay quanh Mặt Trời. Đến năm 2178, Sao Diêm Vương cuối cùng sẽ hoàn thành một vòng quay và đón 'năm mới'. Trong khoảng thời gian chưa đầy 1 năm Sao Diêm Vương, nó đã phải trải qua số phận nghiệt ngã là bỗng dưng trở thành hành tinh rồi bị đuổi, và có thể lại bị cưỡng ép quay trở lại làm hành tinh.
Tôi cũng yêu Sao Diêm Vương. Nhưng chính Sao Diêm Vương chắc cũng không muốn hệ Mặt Trời trở nên hỗn loạn hơn chỉ vì một mình nó.
Tham khảo
https://www.nature.com/articles/s41550-026-02846-1
Tác giả Ji Woong-bae là ai? Yêu mèo và vũ trụ. Khi còn nhỏ, sau khi xem 'Galaxy Express 999', anh đã có ước mơ phổ biến vẻ đẹp của vũ trụ. Hiện anh là giáo sư trợ lý tại Khoa Nghiên cứu Tự do, Đại học Sejong, đồng thời tham gia nhiều hoạt động truyền thông khoa học như thuyết trình và viết lách. Anh đã viết các cuốn sách như 'Về sự vô dụng của nhà thiên văn học', 'Tất cả chúng ta đều sinh ra là nhà thiên văn học', 'Những câu hỏi kỳ lạ xuất hiện khi nhìn vào vũ trụ', và dịch các tác phẩm như 'Tại sao tôi lại giết Sao Diêm Vương', 'Quantum Life', 'UFO'.