Sự xuất hiện của một hành tinh đá lớn trong hệ Mặt trời có thể đẩy Trái đất và nhiều hành tinh khác ra khỏi hệ.
Siêu Trái đất Kepler-62f quay quanh một ngôi sao nhỏ hơn và mát hơn Mặt trời ở khoảng cách 1.200 năm ánh sáng. Hình ảnh: NASA
Theo một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Khoa học Hành tinh, một hành tinh lớn như siêu Trái đất sẽ phá vỡ quỹ đạo của hầu hết các hành tinh. Siêu Trái đất là thuật ngữ được sử dụng cho các hành tinh lớn hơn Trái đất nhưng nhẹ hơn các hành tinh khí khổng lồ. Kết quả nghiên cứu cho thấy những thay đổi nhỏ nhất trong quỹ đạo của Sao Mộc, lớn hơn tất cả các hành tinh khác trong hệ cộng lại, ảnh hưởng sâu sắc đến quỹ đạo cân bằng của các vật thể còn lại. Không gian đưa tin vào ngày 13 tháng 3.
Các sứ mệnh săn lùng ngoại hành tinh như Kepler và Vệ tinh Khảo sát Ngoại hành tinh Quá cảnh (TESS) của NASA giúp các nhà thiên văn học nhận ra rằng các siêu Trái đất là phổ biến trong Dải Ngân hà. Khoảng một phần ba trong số tất cả các ngoại hành tinh là siêu Trái đất. Họ cho rằng hệ mặt trời không có siêu Trái đất vì Sao Mộc đã ngăn cản sự hình thành của nó khi nó di chuyển về phía vành đai tiểu hành tinh rồi quay trở lại, đẩy nhiều vật chất hơn vào Mặt trời.
Các siêu Trái đất có thể lớn hơn Trái đất 10 lần, vì vậy Stephen Kane, nhà thiên văn học tại Đại học California, Riverside và các đồng nghiệp đã mô phỏng các hành tinh có khối lượng đa dạng và đặt chúng ở những khoảng cách khác nhau trong vũ trụ. vành đai tiểu hành tinh chính giữa sao Hỏa và sao Mộc. Ông bắt đầu với một siêu Trái đất nằm ở khoảng cách gấp đôi khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời hay 2 AU (một đơn vị thiên văn AU tương đương 297 triệu km) và tăng dần khoảng cách đến rìa ngoài của vành đai tiểu hành tinh. hành tinh (4 AU hay 597 triệu km). Điều này dẫn đến hàng nghìn mô phỏng, mỗi mô mỏng bắt đầu từ hiện tại và kết thúc sau 10 triệu năm nữa. Cứ sau 100 năm, Kane sẽ ghi lại hậu quả đối với 8 hành tinh trong hệ mặt trời.
Theo kết quả mô phỏng, cả 4 hành tinh ở vòng trong của hệ thống là Sao Thủy, Sao Kim, Sao Hỏa và Trái Đất đều đặc biệt dễ bị thay đổi quỹ đạo. Trong nhiều trường hợp, một số hoặc cả bốn hành tinh bị đẩy ra khỏi hệ mặt trời. Không có trường hợp nào trong hàng ngàn mô phỏng có Sao Mộc hoặc Sao Thổ bị đẩy ra khỏi hệ thống. Nhưng trong một số trường hợp, hai gã khổng lồ khí sẽ đánh bật các hành tinh khác, bao gồm cả siêu Trái đất mới hay Sao Thiên Vương.
Khi một hành tinh có khối lượng gấp bảy lần Trái đất như Gliese 163c nằm ngoài sao Hỏa, các mô phỏng cho thấy quỹ đạo của cả bốn hành tinh trong hệ bên trong đều trở nên không ổn định. Quỹ đạo của Trái đất và Sao Kim trở nên kỳ dị hoặc bay theo hình bầu dục dài đến mức chúng có thể đi qua rất gần nhau. Sự thay đổi quỹ đạo sau đó giải phóng năng lượng tác động lên Sao Thủy, khiến hành tinh này nhanh chóng rời khỏi hệ thống sau đó. Sao Hỏa chỉ tồn tại 5 triệu năm, Trái đất và Sao Kim sẽ bắn ra khỏi hệ thống sau khoảng 8 triệu năm.
Không giống như các hành tinh đá, các hành tinh khí khổng lồ, đặc biệt là Sao Mộc và Sao Thổ, ít bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi các siêu Trái đất. Quỹ đạo của chúng chỉ hơi không ổn định ở các cộng hưởng quỹ đạo (MMR), trong đó quỹ đạo của các thiên thể gây ra tương tác hấp dẫn định kỳ lên nhau.
Khi Kane đặt siêu Trái đất giống Gliese 163c bên ngoài vành đai tiểu hành tinh, quỹ đạo của Sao Mộc và Sao Thổ có hình quả trứng đến mức chúng đã loại bỏ hành tinh mới và theo sau là Sao Thiên Vương. Trong trường hợp này, ngay cả sự thay đổi nhỏ nhất ở rìa ngoài của hệ mặt trời cũng ảnh hưởng đến hành tinh bên trong. Ví dụ, Sao Hỏa bị đẩy ra khỏi hệ chỉ hai triệu năm sau Sao Thiên Vương.
Việc thêm một siêu Trái đất sẽ ít gây xáo trộn nhất nếu hành tinh này nằm ở cuối vành đai tiểu hành tinh, cách Mặt trời gần 3 AU (447 triệu km). Tại đây, nó sẽ có ít tương tác với các hành tinh khổng lồ.
An Khang (Dựa theo Không gian)
