Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương hình thành theo 2 cách khác nhau

Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương thường được xem là hai hành tinh khổng lồ băng giá "gần như sinh đôi", nhưng một nghiên cứu chỉ ra chúng cực kỳ khác biệt.

Tuệ Minh 23/10/2026 08:00

TS Olivier Mousis, nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Tây Nam (Mỹ) nhận định: "Chúng giống như anh em họ với những lịch sử rất khác biệt, chứ không phải tương đồng như anh em song sinh”.

Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương vốn được xem là anh em song sinh vì đều là những "Người khổng lồ băng" trong Hệ Mặt trời.

Các vật liệu cấu thành Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương có khả năng xuất phát từ những vùng khác nhau trong đĩa tiền hành tinh bao quanh Mặt Trời trẻ.

Cả hai hành tinh này chỉ mới được thăm dò một lần duy nhất, bởi tàu Voyager 2 của NASA vào những năm 1980, và thành phần sâu bên trong của chúng phần lớn vẫn chưa được biết rõ.

Do đó, các tác giả nghiên cứu đã sử dụng khí carbon monoxide được phát hiện ở tầng đối lưu trên như một phương pháp gián tiếp để khảo sát.

Loại khí này được cho là hình thành sâu bên trong các hành tinh, nơi nó liên kết hóa học với nước, sau đó được vận chuyển lên trên nhờ quá trình trộn thẳng đứng.

Bằng cách mô phỏng quá trình này, các nhà nghiên cứu có thể suy ngược để ước tính lượng oxy nằm bên dưới.

“Chúng ta không thể tiếp cận trực tiếp các tầng khí quyển sâu của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương, nhưng các dấu vết hóa học cho phép chúng ta khảo sát các điều kiện ẩn dưới những đám mây có thể nhìn thấy,” TS Mousis cho biết.

eyjidwnrzxqioijsywjyb290cy1hc3nldhmilcjrzxkioijfchvibgljxc9fzmlszxncl3n5c3rlbvwvy2tcl3ryzw5kaw5nxc9mb3ctumvzx1vyyw51cy1ozxb0dw5ligzvcm1hdglvbibncmfwagljicgxkv8wodviztaxmjiymjjknzkxnta1mmm4otmwy2u4zwyzyi5wbmcilcjlzgl.jpg — Nghiên cứu chỉ ra quá trình hình thành 2 hành tinh này có sự khác biệt đáng kể.

Nghiên cứu carbon monoxide đặc biệt hữu ích nhờ sự phong phú của nó ở tầng đối lưu trên. Dựa trên các dữ liệu này, nhóm nghiên cứu có thể mô hình hóa quá trình tiến hóa hóa học của đĩa tiền hành tinh và nguồn gốc của các vật liệu cấu thành.

Đối với Sao Thiên Vương, mô hình sử dụng số liệu đo carbon monoxide mới từ ALMA, với mức khoảng 5,6 phần tỷ. Mức của Sao Hải Vương cao hơn khoảng hai bậc.

Các nhà khoa học ước tính Sao Thiên Vương có tỷ lệ oxy trên hydro cao gấp 62 đến 177 lần so với Mặt Trời, trong khi Sao Hải Vương là 222 đến 342 lần.

Họ cũng ước tính tỷ lệ carbon trên oxy khoảng 0,06 đến 0,52 đối với Sao Thiên Vương và 0,02 đến 0,12 đối với Sao Hải Vương.

Tiếp theo, họ so sánh các tỷ lệ này với mô hình đĩa tiền hành tinh của Mặt Trời. Giá trị cao nhất của Sao Thiên Vương gần với giá trị của Mặt Trời, trong khi của Sao Hải Vương rõ ràng thấp hơn.

Kết quả cho thấy các vật liệu cấu thành Sao Hải Vương có thể đã hình thành gần ranh giới băng nước, gần Mặt Trời hơn. Giá trị thấp hơn của Sao Thiên Vương phù hợp với vật liệu hình thành bên trong ranh giới băng methane.

Tỷ lệ C/O tương phản ở Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương từ phản ứng hóa học không cân bằng tiết lộ manh mối về các con đường tiến hóa khác nhau.

“Thành phần hóa học của Sao Hải Vương rất khó lý giải nếu cho rằng nó hình thành tại vị trí hiện tại, sử dụng cùng nguồn vật liệu vũ trụ như Sao Thiên Vương. Thay vào đó, các mô hình của chúng tôi cho thấy các vật liệu cấu thành nó đã di chuyển một quãng đường dài đến Sao Hải Vương” - TS Mousis nhận định.

Phát hiện này của nhóm nghiên cứu có thể trở thành những chuẩn mực quan trọng để hiểu cách các hành tinh hình thành và tiến hóa trong toàn thiên hà.