[비즈한국] Có thời điểm, những thiên thể lạ như Oumuamua và 3I/ATLAS bất ngờ ghé thăm Hệ Mặt Trời. Chúng bay đến từ những hệ sao xa xôi ngoài Hệ Mặt Trời và lướt qua Mặt Trời với tốc độ chóng mặt. Oumuamua thể hiện khả năng tăng tốc nằm ngoài dự đoán, còn 3I/ATLAS được xác nhận là thiên thể liên sao thứ ba từng được phát hiện. Thậm chí, trong chốc lát, chúng đã khơi dậy cả trí tưởng tượng về việc đây có thể là những con tàu vũ trụ do nền văn minh ngoài hành tinh gửi đến.
Tuy nhiên, cho đến nay không có bằng chứng nào cho thấy các thiên thể này là vật thể nhân tạo. Cả Oumuamua và 3I/ATLAS cuối cùng đều được cho là các thiên thể tự nhiên được cấu tạo từ đá và băng, bị văng ra từ các hệ sao khác.
Thế nhưng, trong quá khứ xa xôi hơn, một thực thể khổng lồ không thể so sánh với những vật thể này đã tìm đến Hệ Mặt Trời. Đó không phải là một khối sao chổi hay tiểu hành tinh đơn lẻ. Một ngôi sao trọn vẹn đã lướt qua sát gần Hệ Mặt Trời.
Tất nhiên, điều này không có nghĩa là ngôi sao đó đã đi xuyên qua khoảng cách giữa Trái Đất và Sao Mộc. Nơi ngôi sao đi qua nằm ở phía xa hơn nhiều so với hệ hành tinh, chính là đám mây Oort bao bọc Hệ Mặt Trời như một đám mây khổng lồ. Sự thật đáng kinh ngạc hơn nữa là sự kiện này có thể vẫn chưa kết thúc. Các giả thuyết cho rằng những sao chổi bị ngôi sao đi qua cách đây khoảng 2,5 triệu năm làm rung chuyển vẫn đang rơi vào phía trong Hệ Mặt Trời suốt hàng triệu năm qua, và ảnh hưởng của nó có khả năng vẫn còn tồn tại đến tận ngày nay.
Ngôi sao để lại dấu vết đó có tên là HD 7977. Hệ Mặt Trời không phải là một hòn đảo biệt lập trôi nổi đơn độc trong vũ trụ trống rỗng. Mặt Trời đang quay quanh tâm Ngân Hà, và các ngôi sao xung quanh cũng di chuyển với tốc độ và hướng khác nhau. Nếu nhìn vào một khoảng thời gian rất dài, khoảng cách giữa các ngôi sao liên tục thay đổi. Hầu hết các ngôi sao đều đi qua ở khoảng cách đủ xa để không gây ảnh hưởng đáng kể đến Hệ Mặt Trời. Nhưng đôi khi, có những ngôi sao tiếp cận đủ gần để làm rung chuyển mạnh đám mây Oort.
Trường hợp nổi tiếng nhất là sao Scholz. Hệ sao đôi tối màu này hiện cách Mặt Trời khoảng 22 năm ánh sáng, từng tiếp cận Mặt Trời ở khoảng cách khoảng 50.000 AU cách đây khoảng 70.000 năm. Dù con số này gấp 50.000 lần khoảng cách từ Mặt Trời đến Trái Đất, nhưng nếu xét đến quy mô của đám mây Oort, thì nó được coi là đã đi xuyên qua bên trong đám mây này.
Sao Scholz cũng có khả năng đã làm thay đổi quỹ đạo của một số sao chổi. Tuy nhiên, sự kiện này chỉ mới diễn ra cách đây 70.000 năm. Sao chổi xuất phát từ đám mây Oort thường mất hàng trăm nghìn đến hàng triệu năm để đến được phía trong Hệ Mặt Trời. Do đó, rất có khả năng ảnh hưởng thực sự từ những sao chổi do sao Scholz gửi tới vẫn chưa đến nơi.
Ngược lại, HD 7977 đã đi qua Hệ Mặt Trời từ rất lâu trước đó. Ngay cả khi những sao chổi bị ngôi sao này làm xáo trộn đã đến được phía trong Hệ Mặt Trời bây giờ, thì về mặt thời gian cũng không có gì bất thường. Đám mây Oort là kho lưu trữ các thiên thể nhỏ nằm xa Hệ Mặt Trời nhất. Mặc dù chưa từng được quan sát trực tiếp hình dạng chính xác, người ta ước tính nó là một cấu trúc hình cầu khổng lồ kéo dài từ vài nghìn đến vài chục nghìn AU, thậm chí lên tới gần 100.000 AU.
Trong đó có thể chứa từ hàng tỷ đến hàng nghìn tỷ thiên thể băng giá. Những sao chổi chu kỳ dài mất hàng trăm nghìn đến hàng triệu năm để quay một vòng quanh Mặt Trời chủ yếu xuất phát từ đây. Bình thường, trọng lực của đĩa Ngân Hà kéo đám mây Oort một cách chậm chạp. Hiện tượng này được gọi là thủy triều thiên hà. Thủy triều thiên hà làm chệch hướng quỹ đạo sao chổi một cách chậm rãi, thay đổi khoảng cách điểm cận nhật (điểm gần Mặt Trời nhất). Khi một số trong đó rơi vào bên trong quỹ đạo của Sao Mộc và Sao Thổ, chúng mới trở thành những sao chổi chu kỳ dài mà chúng ta có thể quan sát được.
Quá trình này không hoàn toàn ngẫu nhiên. Nếu thủy triều thiên hà là nguyên nhân chính, hướng quỹ đạo của các sao chổi đi vào phía trong Hệ Mặt Trời phải còn giữ lại sự thiên lệch nhất định dựa trên đĩa Ngân Hà. Nói dễ hiểu, điều đó có nghĩa là có những hướng quỹ đạo ưa thích khi thủy triều thiên hà đẩy sao chổi về phía Mặt Trời. Vì vậy, các sao chổi mới từ đám mây Oort đi vào không nên xuất hiện với tỷ lệ hoàn toàn giống nhau từ mọi hướng trên bầu trời.
Tuy nhiên, các quan sát thực tế lại không khớp với dự đoán này. Nghiên cứu được công bố trên "Tạp chí Khoa học Hành tinh" (Planetary Science Journal) năm 2026 đã phân tích các sao chổi chu kỳ dài bằng cách chia chúng thành hai nhóm. Nhóm thứ nhất là "sao chổi mới về mặt động lực học". Đây là những sao chổi có bán trục lớn hơn 10.000 AU, chưa từng chịu ảnh hưởng mạnh của trọng lực các hành tinh khổng lồ và về cơ bản là những thiên thể lần đầu ghé thăm phía trong Hệ Mặt Trời. Nhóm thứ hai là "sao chổi quay lại trẻ". Đây là những sao chổi có bán trục từ 1.000 AU đến 10.000 AU, là những thiên thể đã đi qua phía trong Hệ Mặt Trời một hoặc vài lần rồi quay trở lại.
Nhóm nghiên cứu chỉ sử dụng những sao chổi được phát hiện sau năm 1990, khi bắt đầu thực hiện việc quan sát toàn bầu trời một cách có hệ thống. Sau khi hạn chế nghiêm ngặt các sai số quỹ đạo, 107 sao chổi mới về mặt động lực học và 112 sao chổi quay lại trẻ đã được đưa vào phân tích. Tại đây, một sự khác biệt kỳ lạ đã lộ diện. Hướng quỹ đạo của các sao chổi quay lại trẻ khớp khá tốt với các mô phỏng chịu sự chi phối của thủy triều thiên hà. Điều đó có nghĩa là không có sự xung đột rõ rệt giữa quan sát và mô hình. Thế nhưng, các sao chổi lần đầu ghé thăm phía trong Hệ Mặt Trời lại phân bố quá đồng hướng. Nếu chỉ có thủy triều thiên hà tác động, lẽ ra phải có nhiều sao chổi đi vào từ một hướng cụ thể, nhưng các sao chổi thực tế lại bay đến từ gần như mọi hướng một cách tương đồng. Nó gần như là một sự phân bố ngẫu nhiên.
Đây là một kết quả lạ lùng. Các sao chổi quay lại trẻ vốn được hình thành trong quá trình các sao chổi mới về mặt động lực học đi qua phía trong Hệ Mặt Trời rồi quay trở lại. Thế nhưng, trong khi các sao chổi mới đang bay đến từ hướng gần như ngẫu nhiên, thì các sao chổi đã từng đi vào rồi quay lại vẫn ghi nhớ tính định hướng của thủy triều thiên hà.
Nhóm nghiên cứu cho rằng hai loại sao chổi này xuất phát từ đám mây Oort vào các thời điểm khác nhau. Và họ đã chỉ đích danh ngôi sao từng làm rung chuyển mạnh đám mây Oort cách đây khoảng 2,5 triệu năm là thủ phạm. Kính viễn vọng không gian Gaia đo lường chính xác vị trí và chuyển động hiện tại của các ngôi sao. Nếu tính toán ngược lại chuyển động này theo thời gian, có thể truy vết được vị trí của các ngôi sao trong quá khứ. Kết quả là người ta phát hiện ra rằng HD 7977, một ngôi sao tương tự Mặt Trời, đã đi qua gần Mặt Trời trong khoảng từ 2,47 triệu đến 2,76 triệu năm trước. Hiện tại ngôi sao này cách Mặt Trời khoảng 246 năm ánh sáng, nhưng trong quá khứ nó đã đi sâu vào tận trong đám mây Oort.
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện 13 mô phỏng với các khoảng cách đi qua khác nhau của HD 7977 từ 3.162 AU đến 51.119 AU so với Mặt Trời. Họ tính toán đồng thời ảnh hưởng của đám mây Oort, bốn hành tinh khổng lồ, thủy triều thiên hà và sự đi qua của các ngôi sao yếu khác. Trong số đó, trường hợp tái hiện quỹ đạo sao chổi thực tế sát nhất là khi HD 7977 đi qua ở khoảng cách từ khoảng 6.000 AU đến 10.000 AU so với Mặt Trời. Nếu quy đổi ra năm ánh sáng, con số đó chỉ vỏn vẹn từ 0,1 đến 0,16 năm ánh sáng.
Xét việc khoảng cách trung bình của Sao Diêm Vương là khoảng 40 AU, thì khoảng cách giữa Mặt Trời và HD 7977 gấp khoảng 150 đến 250 lần bán kính quỹ đạo của Sao Diêm Vương. Theo cảm quan thông thường thì khoảng cách này rất lớn, nhưng so với khoảng cách trung bình giữa các ngôi sao thì thực tế nó đã lướt qua ngay sát bên cạnh.
Nếu HD 7977 thực sự là một ngôi sao có độ sáng tương đương Mặt Trời và tiếp cận ở khoảng cách từ 6.000 đến 10.000 AU, thì trên bầu trời đêm thời bấy giờ, nó sẽ trông sáng hơn cả Sao Kim rất nhiều. Cấp sao biểu kiến có khả năng rơi vào khoảng từ âm 7 đến âm 8. Dù không đến mức làm bầu trời đêm bừng sáng như trăng tròn, nhưng nó có thể nổi bật đến mức sánh ngang với một vầng trăng khuyết mảnh. Thời điểm đó, trên Trái Đất, loài Homo erectus vẫn chưa xuất hiện hoặc nhân loại sơ khai mới chỉ bắt đầu lộ diện. Chưa nói đến sách vở, ngay cả ghi chép cũng không thể để lại, nhưng khả năng tổ tiên nhân loại thời bấy giờ nhìn thấy một ngôi sao đặc biệt sáng bất ngờ xuất hiện trên bầu trời đêm là hoàn toàn có thể xảy ra.
Trọng lực của ngôi sao này đã phân tán các sao chổi trong đám mây Oort về mọi hướng. Những sao chổi nằm cách Mặt Trời khoảng 10.000 AU có chu kỳ quỹ đạo tương đối ngắn. Những thiên thể này đã đến được phía trong Hệ Mặt Trời tương đối nhanh sau khi HD 7977 đi qua. Sau khi bị trọng lực của các hành tinh khổng lồ làm thay đổi quỹ đạo rồi quay trở lại, chúng tạo thành nhóm sao chổi quay lại trẻ ngày nay. Những sao chổi này dù chịu ảnh hưởng của HD 7977 nhưng việc đi qua của ngôi sao đó không đủ mạnh để xóa sạch hoàn toàn tính định hướng của quỹ đạo. Vì vậy, một phần dấu vết của thủy triều thiên hà vẫn còn tồn tại.
Ngược lại, các sao chổi nằm cách Mặt Trời trên 20.000 AU có chu kỳ quỹ đạo dài hơn nhiều. Những thiên thể này phải mất 2 đến 3 triệu năm kể từ khi ngôi sao đi qua, tức là tận bây giờ, mới bắt đầu đến được phía trong Hệ Mặt Trời. Các sao chổi ở phần ngoài đám mây Oort dễ dàng bị xáo trộn hơn bởi trọng lực của HD 7977. Việc đi qua của ngôi sao này đã trộn lẫn gần như hoàn toàn tính định hướng của quỹ đạo cũ. Vì chính những thiên thể này được quan sát là sao chổi mới về mặt động lực học ngày nay, nên các sao chổi mới có vẻ như bay đến từ mọi hướng một cách tương đồng.
Ngay sau khi ngôi sao đi qua, các sao chổi không đổ dồn về gần Trái Đất cùng một lúc. Do quy mô của đám mây Oort quá lớn, các trận "mưa sao chổi" được dàn trải chậm rãi trong suốt hàng triệu năm. Trong mô phỏng, trường hợp HD 7977 đi qua ở khoảng cách từ 6.000 đến 10.000 AU, số lượng trung bình sao chổi chu kỳ dài đổ vào phía trong Hệ Mặt Trời trong 2,5 triệu năm qua cao hơn khoảng 7 đến 12 lần so với khi chỉ có thủy triều thiên hà tác động. Đây không phải là một vụ bùng nổ ngắn ngủi tại một thời điểm nhất định. Các sao chổi có bán trục từ 20.000 đến 50.000 AU phải mất từ 3 đến 10 triệu năm sau khi ngôi sao đi qua mới thoát ra khỏi đám mây Oort và đến được phía trong Hệ Mặt Trời. Do đó, ngay cả ngày nay, khi đã trôi qua khoảng 2,5 triệu năm, tỷ lệ xâm nhập của sao chổi chu kỳ dài vẫn có thể cao gấp khoảng 2 đến 2,5 lần so với mức bình thường. Chúng ta không chỉ đang quan sát dấu vết của một trận mưa sao chổi đã đi qua, mà còn đang sống trong phần cuối của một trận mưa sao chổi vẫn chưa kết thúc.
Kết quả này cũng ảnh hưởng đến phương pháp ước tính quy mô của đám mây Oort. Đám mây Oort quá xa và tối đến mức khó có thể đếm trực tiếp các thiên thể bên trong. Các nhà thiên văn học ước tính tổng số thiên thể của đám mây Oort bằng cách đếm số lượng sao chổi chu kỳ dài mới đi vào phía trong Hệ Mặt Trời, rồi so sánh với tỷ lệ sao chổi đi vào trong mô phỏng. Tuy nhiên, nếu hiện tại đang là thời điểm đặc biệt có số lượng sao chổi đổ vào gấp hơn hai lần bình thường, thì các phép tính cũ vốn giả định tỷ lệ xâm nhập hiện tại là giá trị bình thường sẽ đánh giá quá cao số lượng thiên thể của đám mây Oort. Bài báo chỉ ra rằng nếu HD 7977 là nguyên nhân tạo ra tính đồng hướng của quỹ đạo sao chổi hiện nay, thì các ước tính cũ về tổng số thiên thể trong đám mây Oort có thể cần phải giảm xuống khoảng 2 đến 2,5 lần.
Dù vậy, rõ ràng là lịch sử của Hệ Mặt Trời không chỉ được quyết định bởi Mặt Trời và các hành tinh. Những ngôi sao lân cận cùng du hành qua Ngân Hà với chúng ta cũng thỉnh thoảng xâm phạm ranh giới của Hệ Mặt Trời, để lại những thay đổi kéo dài đến hàng triệu năm sau. Và những việc như thế này vẫn sẽ xảy ra trong tương lai. Khoảng 1,3 triệu năm sau, sao loại K Gliese 710 dự kiến sẽ tiếp cận Mặt Trời ở khoảng cách khoảng 10.000 AU, tức là 0,16 năm ánh sáng. Gliese 710 cũng có thể làm xáo trộn đám mây Oort và tạo ra những trận mưa sao chổi mới trong hàng triệu năm sau đó.
Nếu nhân loại trong tương lai xa có thể sống sót để thực hiện các cuộc thám hiểm liên sao, thì một ngôi sao tiến lại gần như thế này có thể trở thành một dạng "bàn đạp". Tất nhiên, 10.000 AU cũng là khoảng cách không dễ vượt qua với công nghệ du hành vũ trụ có người lái hiện nay. Nhưng nếu một ngôi sao bình thường cách xa vài năm ánh sáng mà lại tiếp cận đến 0,16 năm ánh sáng, thì độ khó của việc thám hiểm liên sao sẽ thay đổi hoàn toàn.
Có thời điểm, Oumuamua và 3I/ATLAS đã ghé thăm Hệ Mặt Trời dưới dạng những mảnh vụn nhỏ bay đến từ các hệ sao khác. Nhưng trong cuộc gặp gỡ giữa các ngôi sao, khách ghé thăm không nhất thiết lúc nào cũng phải là những viên đá nhỏ. Đôi khi, bản thân ngôi sao tiến sát đến tận ngưỡng cửa của Hệ Mặt Trời. Và ngôi sao đó không hề rời đi mà không để lại dấu vết gì. Nó làm rung chuyển đám mây Oort ở xa xôi và gửi những sao chổi vào phía trong Hệ Mặt Trời trong suốt hàng triệu năm.
Tham khảo
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ae7a65
https://www.nature.com/articles/s41598-025-29033-y
Tác giả Ji Woong-bae là ai? Là người yêu mèo và vũ trụ. Từ khi còn nhỏ, sau khi xem "Galaxy Express 999", anh đã nuôi ước mơ truyền bá vẻ đẹp của vũ trụ. Hiện anh là Giáo sư trợ lý tại Khoa Liên ngành Tự do, Đại học Sejong, đồng thời tham gia các hoạt động truyền thông khoa học đa dạng như giảng dạy và viết lách. Anh là tác giả của các cuốn sách như "Về sự vô dụng của nhà thiên văn học", "Chúng ta đều sinh ra là những nhà thiên văn học", "Những câu hỏi kỳ lạ xuất hiện khi ngắm nhìn vũ trụ", và đã dịch các tác phẩm như "Tại sao tôi lại giết Sao Diêm Vương", "Quantum Life", "UFO".