Siêu máy tính của NASA phát hiện cấu trúc xoắn ốc kỳ lạ ở rìa hệ Mặt Trời, liệu có phải một 'thiên hà thu nhỏ'?

Vùng rìa hệ Mặt Trời từ lâu đã là một bí ẩn lớn đối với các nhà thiên văn học, đặc biệt là Oort Cloud – một lớp vỏ khổng lồ gồm hàng tỷ thiên thể băng giá được cho là nguồn gốc của nhiều sao chổi trong hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, chưa ai thực sự biết chính xác nó trông như thế nào. Giờ đây, một mô phỏng mới trên siêu máy tính của NASA có thể đã hé lộ cái nhìn đầu tiên về cấu trúc bên trong của Oort Cloud, và điều này khiến giới khoa học sửng sốt.

Theo nghiên cứu mới được công bố trên arXiv vào ngày 16/2, Oort Cloud có thể sở hữu một cấu trúc xoắn ốc, tương tự như những nhánh của dải Ngân Hà thu nhỏ. Đây là một phát hiện đáng kinh ngạc vì trước đó, giới khoa học chỉ hình dung nó như một đám mây cầu tròn khổng lồ bao quanh hệ Mặt Trời.

Khoảng 4,6 tỷ năm trước, khi các hành tinh khổng lồ như Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương hình thành, chúng đã bắn văng nhiều thiên thể nhỏ ra rìa hệ Mặt Trời. Những vật thể này không rơi vào quỹ đạo ổn định như các hành tinh khác mà thay vào đó, chúng trôi dạt ra xa, tạo nên Oort Cloud.

Oort Cloud có hai lớp: lớp trong bắt đầu từ khoảng 2.000-5.000 đơn vị thiên văn (AU) tính từ Mặt Trời, trong khi lớp ngoài trải dài tới 100.000 AU. Để dễ hình dung, một AU tương đương khoảng 150 triệu km – khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời.

NASA phát hiện cấu trúc bất ngờ nhờ siêu máy tính

Do khoảng cách quá xa và ánh sáng phản chiếu từ các thiên thể trong Oort Cloud quá mờ nhạt, chúng ta chưa từng quan sát trực tiếp được vùng này. Thay vào đó, hầu hết những gì ta biết về Oort Cloud đến từ các sao chổi có chu kỳ dài, những "quả cầu tuyết" khổng lồ bị nhiễu loạn trọng lực và bị đẩy vào hệ Mặt Trời.

Để hiểu rõ hơn về hình dạng của Oort Cloud, các nhà khoa học đã xây dựng một mô hình dựa trên quỹ đạo của các sao chổi và tác động hấp dẫn từ bên trong lẫn bên ngoài hệ Mặt Trời. Khi mô hình này được chạy trên siêu máy tính Pleiades của NASA, kết quả đã bất ngờ tiết lộ cấu trúc bên trong của Oort Cloud có thể có dạng đĩa xoắn ốc.

Theo mô phỏng, nhánh xoắn ốc này trải dài khoảng 15.000 AU từ đầu đến cuối, giống như một phiên bản thu nhỏ của dải Ngân Hà. Điều này có thể liên quan đến tác động của "triều thiên hà" – những lực hấp dẫn từ các ngôi sao, hố đen và trung tâm Ngân Hà, đủ mạnh để ảnh hưởng đến các vật thể trong Oort Cloud nhưng không tác động đến các hành tinh gần Mặt Trời hơn.

Dù mô phỏng này mang đến một cái nhìn đầy hứa hẹn, việc xác nhận cấu trúc của Oort Cloud bằng quan sát thực tế vẫn là một thách thức lớn. Các nhà khoa học sẽ cần theo dõi chuyển động của các thiên thể trực tiếp hoặc phân tích ánh sáng phản xạ từ chúng giữa hàng loạt tín hiệu nhiễu khác trong vũ trụ.

Việc nghiên cứu Oort Cloud không chỉ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nguồn gốc của sao chổi, mà còn có thể làm sáng tỏ những bí ẩn về sự hình thành và tiến hóa của hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, với khoảng cách khổng lồ và công nghệ hiện tại, có lẽ nhân loại vẫn sẽ cần thêm nhiều năm nữa mới có thể thực sự "chạm" vào biên giới xa nhất của hệ Mặt Trời này.