Cách đây vài thập kỷ, hệ Mặt Trời từng được cho là có 9 hành tinh, trước khi sao Diêm Vương được phân loại lại thành hành tinh lùn vào năm 2006.
Mặt Trời là ngôi sao ở trung tâm hệ Mặt Trời, cung cấp năng lượng cho sự sống trên Trái Đất và giữ các hành tinh trên quỹ đạo nhờ lực hấp dẫn (Ảnh: Jack Parinussa/Shutterstock).
Tuy nhiên, một nghiên cứu mới đưa ra một khả năng hoàn toàn khác: hệ Mặt Trời có thể từng có thêm một hành tinh, nhưng thiên thể này đã rơi vào Mặt Trời khi hệ hành tinh còn non trẻ.
Nghiên cứu do Giáo sư Mutlu Yildiz thuộc Đại học Ege (Thổ Nhĩ Kỳ) thực hiện, được công bố trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Nhóm nghiên cứu xây dựng các mô hình tiến hóa của Mặt Trời để xem liệu việc hấp thụ một hành tinh có thể giải thích một số điểm chưa phù hợp giữa mô hình Mặt Trời tiêu chuẩn và các quan sát thực tế hay không.
Kết quả cho thấy kịch bản một hành tinh có khối lượng thuộc nhóm siêu Trái Đất bị Mặt Trời hấp thụ có thể giải thích đồng thời một số đặc điểm về cấu trúc bên trong và hàm lượng lithium thấp bất thường ở bề mặt Mặt Trời.
Tuy nhiên, đây vẫn là một giả thuyết dựa trên mô hình, chưa phải bằng chứng trực tiếp cho thấy Mặt Trời thực sự từng nuốt một hành tinh.
Dấu vết của một hành tinh đã biến mất
Một trong những vấn đề mà nghiên cứu tập trung giải quyết là sự khác biệt giữa các mô hình cấu trúc Mặt Trời và kết quả quan sát bằng phương pháp địa chấn học Mặt Trời.
Các nhà khoa học có thể nghiên cứu cấu trúc bên trong Mặt Trời thông qua những dao động của ngôi sao. Một số mô hình hiện nay vẫn chưa tái hiện hoàn toàn chính xác tốc độ âm thanh bên dưới vùng đối lưu và độ sâu của vùng đối lưu khi so sánh với dữ liệu quan sát.
Một dấu hiệu khác là hàm lượng lithium trên bề mặt Mặt Trời thấp. Nghiên cứu mới xem xét khả năng sự hấp thụ vật chất từ một hành tinh trong giai đoạn đầu của Mặt Trời có thể góp phần tạo ra những đặc điểm này.
Theo mô hình của Yildiz, một hành tinh đá có khối lượng khoảng 5-10 lần Trái Đất có thể đi vào Mặt Trời mà không bị mất quá nhiều vật chất trong quá trình xuyên qua các lớp ngoài. Phần vật chất còn lại sau đó có thể được phân bố xuống những khu vực sâu bên trong Mặt Trời, tạo ra sự thay đổi về hàm lượng các nguyên tố nặng và cấu trúc bên trong ngôi sao.
Mô hình phù hợp nhất trong nghiên cứu tương ứng với một hành tinh có khối lượng khoảng 5,6 lần Trái Đất. Tác giả đặt tên giả định cho thiên thể này là Dev Dilek. Các mô hình khác trong nghiên cứu cũng cho kết quả tập trung trong vùng khối lượng khoảng 5-10 lần Trái Đất.
Các tính toán về quá trình hành tinh đi vào Mặt Trời cũng cho thấy một hành tinh đá có cấu trúc đủ đặc có thể xuyên qua vùng đối lưu mà chỉ mất một phần khối lượng rất nhỏ do lực cản và quá trình bào mòn. Điều này khiến kịch bản vật chất hành tinh đi sâu vào bên trong Mặt Trời có tính khả thi về mặt vật lý trong phạm vi mô hình được nghiên cứu.
Vì sao hệ Mặt Trời không có siêu Trái Đất?
Một câu hỏi khác được nghiên cứu đề cập là sự vắng mặt của các hành tinh siêu Trái Đất trong hệ Mặt Trời.
Các quan sát ngoại hành tinh cho thấy nhiều hệ sao khác có những hành tinh lớn hơn Trái Đất nhưng nhỏ hơn các hành tinh khí khổng lồ như Sao Hải Vương. Trong khi đó, hệ Mặt Trời không có một hành tinh thuộc nhóm này.
Nghiên cứu mới nhắc lại một giả thuyết được đưa ra trước đây: các siêu Trái Đất có thể hình thành ở vùng bên trong đĩa vật chất quanh Mặt Trời trẻ rồi di chuyển vào phía trong do tương tác với đĩa khí, cuối cùng có thể rơi vào Mặt Trời. Tuy nhiên, nghiên cứu trước đó không chứng minh rằng một sự kiện như vậy thực sự xảy ra trong hệ Mặt Trời.
Nghiên cứu của Yildiz tiến thêm một bước khi đặt câu hỏi liệu một sự kiện như vậy có để lại dấu vết bên trong Mặt Trời đến ngày nay hay không. Các tác giả cho rằng những dấu vết về cấu trúc và thành phần hóa học có thể được tìm kiếm thông qua các quan sát địa chấn học Mặt Trời và những phương pháp nghiên cứu khác.
Chỉ là giả thuyết
Điểm quan trọng nhất của nghiên cứu là kết quả không chứng minh Mặt Trời từng nuốt một hành tinh.
Các tác giả cho rằng kịch bản hấp thụ hành tinh giúp các mô hình Mặt Trời phù hợp hơn với nhiều dữ liệu quan sát, đồng thời có thể giải thích sự suy giảm lithium. Tuy nhiên, vẫn cần các quan sát độc lập để tìm ra "dấu vân tay" được dự đoán bên trong Mặt Trời.
Nếu những dấu hiệu này được phát hiện, chúng sẽ cung cấp bằng chứng mạnh hơn cho giả thuyết rằng Mặt Trời từng hấp thụ một hành tinh trong giai đoạn đầu của hệ Mặt Trời.
Ở thời điểm hiện tại, việc một siêu Trái Đất từng tồn tại và rơi vào Mặt Trời vẫn là một kịch bản được các mô hình ủng hộ, chứ chưa phải một sự kiện lịch sử đã được xác nhận.
