Chúng ta có thể tìm thấy “Hành tinh X” bằng JWST được không?

Nếu Kính viễn vọng Không gian James Webb có thể nhìn thấy các thiên hà cách xa hàng tỷ năm ánh sáng, tại sao nó không thể tìm thấy “Hành tinh X” được đề xuất ở đâu đó trong Hệ Mặt Trời của chúng ta nằm bên ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương?

Người ta nghĩ rằng, các vật thể thiên văn trong Hệ Mặt Trời của chúng ta sẽ dễ quan sát hơn các thiên hà cách xa hàng tỷ năm ánh sáng. Tuy nhiên, trong thiên văn học, độ sáng biểu kiến quan trọng hơn rất nhiều so với khoảng cách. Ví dụ, thiên hà Andromeda (độ sáng biểu kiến là 3,4) xuất hiện trên bầu trời của chúng ta sáng hơn khoảng 12000 lần so với hành tinh lùn Pluto (độ sáng biểu kiến lúc sáng nhất là 13,6), bấp chấp khoảng cách 2,5 triệu năm ánh sáng của thiên hà này. Tương tự như vậy, người ta có thể quan sát Pluto bằng một chiếc kính thiên văn đủ lớn vì vị trí của nó được xác định chính xác tại bất kỳ thời điểm nào

Việc tìm kiếm hành tinh, giả sử nó tồn tại sẽ phức tạp hơn nhiều. Vào tháng 01 năm 2016, hai nhà thiên văn học Caltech Konstantin Batygin và Mike Brown đã xuất bản một bài báo trên tạp chí Astronomy, trong đó họ trích dẫn bằng chứng về một hành tinh khổng lồ có thể nặng gấp 5 đến 10 lần Trái Đất, với khoảng cách trung bình từ 400 đến 800 AU tính từ Mặt Trời. Khoảng cách trung bình từ Pluto tới Mặt Trời là 39 AU. Ngay cả khi hành tinh X thực sự khổng lồ và phản chiếu nhiều ánh sáng, nó vẫn trông khá mờ nhạt vì độ sáng giảm dần theo bình phương khoảng cách. Ở khoảng cách tối thiểu là 400 AU, Mặt Trời mờ hơn 100 lần so với ở 39 AU. Và sau khi đến hành tinh X rồi phản xạ lại, nó sẽ còn mờ nhạt hơn nữa để du hành ngang qua Hệ Mặt Trời và tới Trái Đất

Xem xét khoảng cách của nó, sự không chắc chắn về vị trí của nó và độ rộng của quỹ đạo, hành tinh này sẽ cực kỳ khó để phát hiện bởi các khảo sát bầu trời thông thường. Và các nhà thiên văn học sẽ không chỉ phát hiện ra hành tinh X mà còn phải phân biệt chúng với các ngôi sao nền nhờ chuyển động tương đối. Hãy nhớ lại rằng, Clyde Tombaugh đã phát hiện ra Pluto sau một năm tìm kiếm tỉ mỉ bằng cách so sánh những hình ảnh khác nhau của bầu trời để tìm ra sự khác biệt. Trường tìm kiếm rộng hơn, khoảng cách lớn hơn và chuyển động trên quỹ đạo chậm hơn, có nghĩa là những thay đổi về vị trí của nó so với nền sao sẽ nhỏ hơn và khó phát hiện hơn ngay cả với công nghệ tiên tiến nhất hiện tại

(Theo Astronomy)

Hội thiên văn Hà Nội (HAS)

Dịch và biên tập: Phan Quân