Vì sao Pluto trở thành hành tinh lùn từ năm 2006?

Năm 2006, Pluto không nhỏ đi và cũng không mất đi đặc điểm vật lý nào. Điều thay đổi là cách các nhà thiên văn phân loại các thiên thể trong Hệ Mặt Trời. Hiệp hội Thiên văn Quốc tế (IAU) quy định một hành tinh phải quay quanh Mặt Trời, có hình dạng gần cầu và đủ ưu thế hấp dẫn để dọn các vật thể có kích thước tương tự khỏi vùng lân cận quỹ đạo. Pluto đạt hai điều đầu nhưng không đạt điều cuối, nên được xếp vào nhóm hành tinh lùn. [1]

Quyết định ấy gây chú ý vì Pluto từng được xem là hành tinh thứ chín trong nhiều thập niên. Tuy nhiên, câu hỏi trung tâm không phải Pluto có còn thú vị hay không, mà là nó nên đứng trong nhóm nào khi các nhà thiên văn phát hiện thêm nhiều thế giới tương tự ở Vành đai Kuiper. Muốn hiểu sự thay đổi này, cần nhìn vào mục đích của tiêu chí quỹ đạo thay vì chỉ so sánh kích thước hay hình dạng. [1]

Ba tiêu chí phân loại nói lên điều gì?

Theo định nghĩa năm 2006 của IAU, ba điều kiện phải được xét cùng nhau. Quỹ đạo quanh Mặt Trời xác định vị trí cơ bản của thiên thể trong hệ. Hình dạng gần cầu cho thấy lực hấp dẫn của chính nó đủ sức chi phối hình dạng tổng thể. Điều kiện thứ ba chuyển sự chú ý từ bản thân thiên thể sang môi trường xung quanh: nó có giữ vai trò áp đảo trong vùng lân cận quỹ đạo hay vẫn chia sẻ khu vực đó với những vật thể có kích thước tương tự? [1]

Một hành tinh lùn cũng quay quanh Mặt Trời và gần tròn. Vì thế, chữ “lùn” không đơn giản mang nghĩa một hành tinh thông thường nhưng có kích thước nhỏ hơn. Điểm phân chia nằm ở trạng thái động lực học của vùng quỹ đạo. Hai thiên thể có thể đều tròn, đều chuyển động quanh Mặt Trời, nhưng được xếp vào hai nhóm khác nhau nếu mức độ chi phối môi trường quỹ đạo của chúng khác nhau. [1]

“Dọn sạch quỹ đạo” có phải làm quỹ đạo trống hoàn toàn?

Cụm từ này dễ gợi ra hình ảnh một đường đi không còn bất kỳ đá vụn hay vật thể nhỏ nào. Cách giải thích của NASA hẹp hơn: tiêu chí chú trọng những vật thể có kích thước tương tự nằm gần quỹ đạo. Bởi vậy, sự hiện diện của một ít vật chất nhỏ không tự động khiến một thiên thể mất tư cách hành tinh. Vấn đề là lực hấp dẫn của nó đã tạo được ưu thế rõ rệt trong khu vực hay chưa. [1]

Có thể hình dung bằng một ví dụ khái niệm. Trong hai khu vực cùng có nhiều vật chuyển động, một vật lớn có thể đóng vai trò chi phối rõ rệt, còn ở khu vực kia, vật đang xét vẫn chỉ là một thành viên của cả quần thể đáng kể. Ví dụ này không phải mô hình định lượng của Pluto, nhưng giúp chỉ ra vì sao hình dạng gần cầu chưa đủ để quyết định tên nhóm. Phân loại còn xét mối quan hệ giữa thiên thể và không gian quỹ đạo quanh nó.

Vì sao Pluto trở thành trường hợp gây tranh luận?

Clyde Tombaugh phát hiện Pluto năm 1930. Sau đó, thiên thể này được xem là hành tinh thứ chín của Hệ Mặt Trời trong thời gian dài. Vị trí ấy trở nên quen thuộc qua sách giáo khoa và cách mô tả hệ hành tinh, nên quyết định phân loại lại năm 2006 tạo ra phản ứng rộng rãi. Sự thay đổi tác động đến một danh sách đã ăn sâu trong trí nhớ công chúng, chứ không chỉ đến thuật ngữ chuyên môn. [1]

Bối cảnh khoa học quan trọng hơn nằm ở Vành đai Kuiper. Khi các nhà thiên văn tìm thấy thêm những thế giới tương tự Pluto ở khu vực xa xôi này, ranh giới cũ của khái niệm “hành tinh” trở nên khó áp dụng nhất quán. Nếu chỉ giữ Pluto trong nhóm hành tinh vì lý do lịch sử, câu hỏi lập tức xuất hiện: những vật thể giống nó nên được gọi là gì? Định nghĩa mới là một cách tổ chức quần thể thiên thể đang ngày càng phong phú, dù cách chọn tiêu chí vẫn có thể được thảo luận. [1]

Các hành tinh lùn có phải đều giống Pluto?

IAU hiện công nhận năm hành tinh lùn. Theo thứ tự từ gần đến xa Mặt Trời, đó là Ceres, Pluto, Haumea, Makemake và Eris. Chúng cùng đáp ứng những nét chính của nhóm: quay quanh Mặt Trời, có hình dạng gần cầu nhưng chưa dọn sạch vùng lân cận quỹ đạo. Tuy vậy, đây là một nhóm phân loại chứ không phải tập hợp những bản sao có cùng vị trí, độ sáng hoặc lịch sử quan sát. [1]

Ceres cho thấy sự đa dạng ấy rõ nhất. Đây là hành tinh lùn duy nhất nằm trong phần trong của Hệ Mặt Trời và là vật thể lớn nhất ở vành đai tiểu hành tinh giữa Sao Hỏa và Sao Mộc. Ceres cũng từng được phân loại là hành tinh. Trong khi đó, Haumea thuộc nhóm vật thể lớn quay nhanh nhất Hệ Mặt Trời; Makemake là vật thể sáng thứ hai trong Vành đai Kuiper; Eris thuộc số những hành tinh lùn lớn nhất đã biết. Cùng một nhãn phân loại không xóa đi đặc điểm riêng của từng thế giới. [1]

New Horizons đã thay đổi điều gì về Pluto?

Ngày 14 tháng 7 năm 2015, tàu New Horizons của NASA bay qua hệ Pluto, gửi về những hình ảnh cận cảnh đầu tiên của Pluto và các vệ tinh của nó. Dữ liệu thu được đã làm thay đổi đáng kể hiểu biết về những thế giới ở vùng ngoài Hệ Mặt Trời. Chuyến bay giúp con người quan sát Pluto như một thiên thể cụ thể với nhiều đặc điểm có thể nghiên cứu, thay vì chủ yếu biết đến nó như một điểm sáng xa xôi hoặc một mục trong danh sách hành tinh. [1]

Nhưng các hình ảnh cận cảnh không tự động đảo ngược quyết định năm 2006. Mức độ phức tạp của một thế giới và vị trí của nó trong hệ phân loại là hai câu hỏi khác nhau. New Horizons bổ sung kiến thức về Pluto, còn tiêu chí khiến nó thuộc nhóm hành tinh lùn vẫn liên quan đến vùng lân cận quỹ đạo. Vì vậy, việc đổi tên nhóm không làm Pluto kém quan trọng; trái lại, trường hợp này cho thấy một thiên thể có thể giữ nguyên trong tự nhiên trong khi khung khái niệm dùng để sắp xếp nó được điều chỉnh. [1]

NASA cho biết có thể còn hơn một trăm hành tinh lùn đang chờ được phát hiện. Nếu con số thành viên tiếp tục tăng, ý nghĩa của định nghĩa năm 2006 càng dễ thấy: tên gọi giúp đặt mỗi thiên thể vào một bức tranh chung, thay vì xếp hạng giá trị của chúng. Pluto đáng nhớ không chỉ vì từng là hành tinh thứ chín, mà còn vì nó đánh dấu lúc cách nhìn quen thuộc về Hệ Mặt Trời phải thích nghi với những thế giới mới được nhận ra. [1]