Sao Mộc và sao Thổ là ông vua trong Hệ Mặt trời về số vệ tinh quay xung quanh. Thế nhưng, vị thế đó đang bị đe dọa. Các hành tinh phía xa hơn của Hệ Mặt trời cũng đang ẩn chứa các vệ tinh bí mật không dễ phát hiện trước đây.

Sử dụng kính viễn vọng trên mặt đất, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra ba mặt trăng chưa được biết đến trước đây trong không gian xung quanh sao Thiên Vương và sao Hải Vương: một quay quanh Sao Thiên Vương và hai quay quanh sao Hải Vương. Phát hiện này nâng số lượng mặt trăng chính thức của sao Thiên Vương lên 28 và của sao Hải Vương lên 16.

Các mặt trăng vẫn chưa được đặt tên chính thức, nhưng để phù hợp với quy ước đặt tên mặt trăng cho cả hai hành tinh, mặt trăng mới của sao Thiên Vương sẽ được đặt tên theo các tác phẩm của Shakespeare và các mặt trăng của sao Hải Vương sẽ được đặt tên theo các nữ thần biển Nereid trong thần thoại Hy Lạp.

Nhà thiên văn học Scott Sheppard thuộc Viện Khoa học Carnegie cho biết: “Ba mặt trăng mới được phát hiện là những mặt trăng có độ sáng biểu kiến mờ nhất (theo quan sát bằng kính viễn vọng trên mặt đất) từng được tìm thấy xung quanh hai hành tinh băng khổng lồ này. Phải cần đến quá trình xử lý hình ảnh đặc biệt mới có thể làm lộ ra những vật thể mờ nhạt như vậy".

Các mặt trăng mới – như những mặt trăng mà chúng ta chưa từng biết đến trước đây – không phải là những khám phá hiếm hoi trong thiên văn học hiện đại. Khi công nghệ và kỹ thuật nghiên cứu không gian của chúng ta ngày càng phát triển mạnh mẽ hơn, thì khả năng tìm thấy những thứ nhỏ bé, mờ ảo nằm ngoài tầm với trước đây của chúng ta cũng tăng theo.

Trong những năm gần đây, sao Mộc và sao Thổ đã thống trị cuộc đua xem hành tinh nào có nhiều mặt trăng, trong khi sao Hải Vương và sao Thiên Vương bị lãng quên một cách đáng buồn. Lý do: Hai hành tinh băng bên ngoài cách xa Trái đất, điều này khiến chúng khó di chuyển hơn và khó nhìn thấy hơn bằng kính thiên văn, điều đó kéo theo sự hiểu biết của chúng ta về chúng hạn chế hơn rất nhiều so với năm hành tinh còn lại gần Trái đất hơn (sao Thủy, sao Kim, sao Hỏa, sao Mộc và sao Thổ).

Nhưng từ câu chuyện ba vệ tinh mới được phát hiện này thì có lẽ còn rất nhiều mặt trăng ngoài Hệ Mặt trời đang chờ được khám phá. Cả ba mặt trăng đều có quỹ đạo rộng, lệch tâm và nghiêng, khiến chúng khó bị phát hiện hơn. Những quỹ đạo này phù hợp với nguồn gốc các thiên thể bị giữ lại bởi lực hấp dẫn của hành tinh và bị “khóa” trong một vũ điệu vòng lặp kỳ lạ xung quanh nó.

Vệ tinh mới của sao Thiên Vương, được phát hiện lần đầu tiên trong các quan sát sử dụng kính thiên văn Magellan vào tháng 11.2023 còn manh mối tồn tại đã có từ 2021. Nó được đặt tên tạm thời là S/2023 U1 và đây là vệ tinh mới nhất của sao Thiên Vương được phát hiện sau hơn 20 năm.

S/2023 U1 có đường kính khoảng 8 km, khiến nó trở thành mặt trăng nhỏ nhất của sao Thiên Vương và là một trong những mặt trăng nhỏ nhất được biết đến trong Hệ Mặt trời. S/2023 U1 có chu kỳ quỹ đạo là 680 ngày.

Trong hai mặt trăng của sao Hải Vương, thiên thể sáng hơn được đặt tên tạm thời là S/2002 N5, lần đầu tiên được phát hiện trong các quan sát của Magellan vào tháng 9.2021 rồi một lần nữa vào tháng 10 và các lần quan sát tiếp theo vào năm 2022 và 2023.

Sheppard nói: “Khi quỹ đạo của S/2002 N5 quanh Sao Hải Vương được xác định bằng cách sử dụng các quan sát năm 2021, 2022 và 2023, nó đã bị truy ngược và gán với một vật thể được phát hiện gần sao Hải Vương vào năm 2003 nhưng đã bị mất dấu trước khi có thể xác nhận nó vẫn đang quay quanh hành tinh này”. S/2002 N5 có đường kính 23 km và có chu kỳ quỹ đạo là 9 năm.

Cuối cùng, mặt trăng còn lại, mờ hơn của sao Hải Vương đã được phát hiện vào năm 2021 bằng kính viễn vọng Subaru. Nó được đặt tên tạm thời là S/2021 N1 và có đường kính 14 km với quỹ đạo 27 năm quanh sao Hải Vương.

Các mặt trăng mới được phát hiện cho thấy sao Thiên Vương và sao Hải Vương có quần thể mặt trăng phía ngoài tương tự như cấu trúc mặt trăng tương ứng ở sao Thổ (146 mặt trăng đã biết) và sao Mộc (95 mặt trăng đã biết). Điều này cho thấy rằng phương thức mà các hành tinh khổng lồ phần xa Hệ mặt trời thu thập bộ sưu tập mặt trăng là giống nhau.

Sheppard nói: “Ngay cả sao Thiên Vương, vốn trục nằm ngang so với mặt phẳng hoàng đạo, cũng có số lượng mặt trăng tương tự như các hành tinh khổng lồ khác quay quanh Mặt trời của chúng ta".

Việc bắt giữ có thể là bước đầu tiên, nhưng các mặt trăng mới sẽ rơi vào nhóm các mặt trăng có quỹ đạo tương tự nhau. S/2023 U1 sánh bước với Caliban và Stephano. S/2002 N5 đồng điệu với Sao và Laomedeia, và quỹ đạo của S/2021 N1 thích nghi với quỹ đạo của Psamathe và Neso.

Không có quỹ đạo nào giống hệt nhau, nhưng những điểm tương đồng cho thấy rằng mỗi nhóm mặt trăng này có thể bắt đầu như một mặt trăng nguyên vẹn rồi bị lực hấp dẫn của hành tinh bắt giữ trước khi vỡ ra, mỗi mảnh sau đó tìm ra đường quỹ đạo riêng của chúng và thành mặt trăng nhỏ hơn.

Nếu đúng như vậy, có thể tồn tại những mặt trăng nhỏ hơn nhiều mà chúng ta chưa thể xử lý được về mặt thống kê trong từng nhóm. Đó là một khám phá tạo nên lý do thuyết phục để chúng ta phóng một tàu thăm dò chuyên dụng khám phá vùng ngoài của Hệ Mặt trời.

Anh Tú