Siêu máy tính NASA hé lộ: Đám mây Oort có thể mang hình xoắn ốc như một “thiên hà tí hon”

Dưới quỹ đạo của Diêm Vương Tinh, một vùng không gian bí ẩn chứa đầy các vật thể băng giá quay quanh Mặt Trời. Vùng xa xôi này, được gọi là đám mây Oort, chưa từng được quan sát trực tiếp, nhưng sự tồn tại của nó được suy đoán từ các sao chổi chu kỳ dài thỉnh thoảng tiến vào hệ Mặt Trời. Mới đây, một mô hình mới đề xuất rằng phần bên trong của Đám Mây Oort có thể sở hữu cấu trúc bất ngờ, giống như một xoắn ốc, tương tự như một thiên hà thu nhỏ.

Đám mây Oort bắt đầu từ khoảng 2.000 đến 5.000 đơn vị thiên văn (AU) tính từ Mặt Trời, với 1 AU là khoảng cách trung bình giữa Trái Đất và Mặt Trời. Ranh giới ngoài của nó kéo dài từ 10.000 đến 100.000 AU đáng kinh ngạc. Vùng xa xôi này bao gồm các hành tinh nhỏ còn sót lại từ Hệ Mặt Trời thuở ban đầu. Khi các hành tinh hình thành, lực hấp dẫn của chúng đã phân tán vô số vật thể băng giá đến những vùng xa xôi nhất, nơi chúng tiếp tục quay quanh Mặt Trời cho đến ngày nay.

Cho đến nay, các nhà khoa học biết đám mây Oort tồn tại nhưng hiểu biết về hình dạng của nó còn hạn chế. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu từ Viện Nghiên cứu Tây Nam và Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ đã đề xuất trong một bài báo chưa được đánh giá ngang hàng rằng cấu trúc bên trong của nó có thể giống như một xoắn ốc.

Để đi đến khả năng này, các nhà nghiên cứu đã khám phá một hiện tượng được gọi là “thủy triều thiên hà”. Thủy triều này là ảnh hưởng hấp dẫn tích lũy của tất cả các ngôi sao, hố đen và khối lượng tập trung trong Ngân Hà. Đối với các vật thể gần Mặt Trời, như các hành tinh, những lực bên ngoài này không đáng kể so với lực hấp dẫn của Mặt Trời. Nhưng trong đám mây Oort, thủy triều thiên hà trở thành một yếu tố chi phối.

Sử dụng siêu máy tính Pleiades của NASA, nhóm nghiên cứu đã chạy các mô phỏng kết hợp thủy triều thiên hà và các hiệu ứng khác trong hàng tỷ năm. Kết quả cho thấy đám mây Oort bên trong (1.000 – 10.000 AU) có dạng đĩa xoắn ốc trải dài khoảng 15.000 AU – có không chỉ một mà là hai nhánh xoắn ốc. Cấu trúc này làm cho đám mây Oort giống như một thiên hà thu nhỏ, có hình dạng kỳ lạ, trái ngược với các biểu diễn vỏ hình cầu điển hình được thấy trong hầu hết các mô hình hiện nay.

Về nguyên nhân của các nhánh xoắn ốc này, mô hình chỉ ra hiệu ứng Kozai-Lidov, một hiện tượng hấp dẫn trong đó các thiên thể xa xôi gây ra dao động dài hạn trong quỹ đạo và hướng của các vật thể trong đám mây Oort. Trong khi đó, lực hấp dẫn từ các hành tinh trong Hệ Mặt Trời của chúng ta dường như có tác động tối thiểu.