Bạn có bao giờ tự hỏi Hệ Mặt Trời của chúng ta hình thành như thế nào chưa? Dù đã được nghiên cứu suốt nhiều thập kỷ, bí ẩn về nguồn gốc của Hệ Mặt Trời vẫn khiến giới thiên văn học trên toàn thế giới đau đầu.

Gần đây, các nhà khoa học tại Đài Thiên văn Quốc gia Nhật Bản đã công bố một phát hiện thú vị: họ quan sát thấy một ngôi sao trẻ được bao quanh bởi đĩa khí bụi xoáy dạng xoắn ốc.

Họ tin rằng những cấu trúc hình xoắn này, qua hàng triệu năm tích tụ vật chất, có thể tạo thành các hành tinh giống như Trái Đất hoặc Sao Hỏa. Vậy liệu khám phá này có đủ để giải mã bí ẩn về sự hình thành của Hệ Mặt Trời? Hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn nhé!

Khởi nguồn của vũ trụ

Nguồn gốc của vũ trụ bắt đầu từ khoảng 13,8 tỷ năm trước, vào thời điểm của vụ nổ Big Bang. Những hình xoắn ốc xuất hiện rất phổ biến trong vũ trụ và đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành sao và hành tinh. Từ cấu trúc ADN đến các thiên hà khổng lồ – bao gồm cả Dải Ngân hà của chúng ta – hình xoắn ốc xuất hiện khắp nơi.

Vụ nổ Big Bang đã mở ra mọi thứ: vật chất và không gian ban đầu tồn tại trong một môi trường vô cùng đậm đặc và nóng bỏng. Khi vũ trụ giãn nở và nguội đi, bốn lực cơ bản – lực hấp dẫn, lực điện từ, lực hạt nhân mạnh và yếu – dần xuất hiện. Qua thời gian, các nguyên tử hình thành và kết tụ lại dưới tác động của trọng lực, tạo nên những tiền thiên hà. Các thiên hà này dần tan rã và sản sinh ra các ngôi sao, bao gồm cả Mặt Trời của chúng ta.

Quá trình hình thành sao và hành tinh

Vũ trụ chứa vô số đám mây phân tử – hỗn hợp của khí và bụi. Chính từ những đám mây này, các ngôi sao được sinh ra. Vật chất trong các đám mây không phân bố đồng đều, khiến một số vùng có mật độ cao hơn và bắt đầu sụp đổ vào trong, hình thành nên các tinh vân – khu vực sản sinh sao. Khi quá trình này xảy ra, tinh vân bắt đầu xoay tròn và dần dẹt lại thành một đĩa phẳng do lực ly tâm. Khi đĩa khí bụi quay nhanh tiếp tục sụp đổ, phần trung tâm sẽ trở thành một ngôi sao (giống như Mặt Trời). Phần vật chất còn lại trong đĩa bắt đầu kết tụ lại, tạo thành các hành tinh sơ khai gọi là "hành tinh thể" (planetesimals). Chúng va chạm và hợp nhất với nhau, dần dần hình thành nên các hành tinh hoàn chỉnh.

Phát hiện mới về ngôi sao trẻ

Phát hiện gần đây của các nhà nghiên cứu Nhật Bản tập trung vào một ngôi sao trẻ có tên Beta Pictoris AB, cách Trái Đất khoảng 470 năm ánh sáng. Ngôi sao này chỉ mới 4 triệu năm tuổi – rất trẻ nếu so với Mặt Trời 4,6 tỷ năm tuổi của chúng ta. Bao quanh ngôi sao là một đĩa khí bụi khổng lồ xoay theo hình xoắn ốc ngược chiều kim đồng hồ, với đường kính lên tới 173,5 tỷ kilomet. Một số phần của xoắn ốc kéo dài như những "cánh tay" uốn lượn ra ngoài.

Tiến sĩ W Junjie từ Đài Thiên văn Quốc gia Trung Quốc chia sẻ: cấu trúc xoắn ốc quanh ngôi sao trẻ này cho thấy khả năng hình thành hành tinh theo cách tương tự như Hệ Mặt Trời. Quan sát này góp phần củng cố giả thuyết rằng các hành tinh được sinh ra từ đĩa bụi khí xoay quanh các ngôi sao mới hình thành.

Ý nghĩa quan trọng đối với lý thuyết hình thành Hệ Mặt Trời

Việc phát hiện đĩa bụi xoắn ốc quanh các ngôi sao trẻ không hoàn toàn mới, nhưng điều khiến phát hiện này đặc biệt là việc xác định rõ cấu trúc xoắn ốc. Trước đây, các nhà thiên văn chỉ ghi nhận sự hiện diện của khí bụi – chứ chưa rõ ràng cấu trúc chuyển động. Quan sát mới này củng cố giả thuyết rằng hành tinh hình thành từ vật chất trong các đĩa quay. Các "cánh tay xoắn" cũng cho thấy đĩa bụi luôn chuyển động. Một giả thuyết khác từng cho rằng hành tinh hình thành khi một ngôi sao "bắt" vật chất từ sao lân cận.

Tuy nhiên, việc không phát hiện ngôi sao nào gần Beta Pictoris AB khiến giả thuyết này bị nghi ngờ. Điều đó cho thấy cấu trúc xoắn ốc có thể tự nhiên hình thành mà không cần ảnh hưởng từ bên ngoài.

Hiểu rõ hơn về chính Hệ Mặt Trời của chúng ta

Dù phát hiện mới rất quan trọng, nó vẫn chưa đủ để giải mã hoàn toàn bí ẩn hình thành Hệ Mặt Trời. Tiến sĩ W cho rằng có hai lĩnh vực nghiên cứu then chốt:

Thứ nhất, cần hiểu rõ hơn về quá trình hình thành sao và hệ hành tinh nói chung. Việc quan sát các ngôi sao ở nhiều giai đoạn khác nhau sẽ giúp ghép lại bức tranh tổng thể.

Thứ hai, là nghiên cứu các thiên thể xa nhất trong Hệ Mặt Trời – như sao chổi. Chúng được cho là lưu giữ vật chất nguyên thủy từ thời kỳ đầu của Hệ Mặt Trời. Không giống như các hành tinh – vốn bị ảnh hưởng bởi bức xạ và từ trường Mặt Trời – sao chổi gần như còn nguyên vẹn.

Nghiên cứu và khám phá trong tương lai

Các cơ quan không gian của Mỹ và châu Âu đều đang chuẩn bị phóng sứ mệnh để nghiên cứu sao chổi cận cảnh. Chẳng hạn, tàu Rosetta của Cơ quan Vũ trụ châu Âu từng hạ cánh lên sao chổi 67P/Churyumov–Gerasimenko và mang về những dữ liệu cực kỳ quan trọng. Nếu tiếp tục nghiên cứu kỹ vật chất nguyên sơ này, chúng ta có thể lần ra manh mối về cách Hệ Mặt Trời hình thành. Đài Thiên văn Quốc gia Trung Quốc cũng đang lên kế hoạch quan sát các ngôi sao có hệ hành tinh để hiểu rõ hơn cơ chế hình thành như thế nào.

Kết luận

Phát hiện một đĩa bụi khí xoắn ốc quanh ngôi sao trẻ mang đến góc nhìn quý giá về cách hành tinh được hình thành và nguồn gốc của Hệ Mặt Trời. Dù vẫn còn nhiều điều chưa rõ, các nghiên cứu về sao, hành tinh và sao chổi sẽ tiếp tục soi sáng lịch sử thuở ban sơ của vũ trụ chúng ta.

Còn bạn thì sao? Liệu chúng ta có đang tiến gần hơn đến lời giải về bí ẩn Hệ Mặt Trời? Hãy cùng nhau khám phá tiếp nhé!