Orcus

Orcus là một hành tinh lùn của Vành đai Kuiper và là một trong những thiên thể có cấu trúc tương tự Sao Diêm Vương gần nhất trong toàn bộ hệ Mặt Trời. Với đường kính khoảng 900 km, nó bị khóa trong cùng cộng hưởng quỹ đạo 2:3 với Sao Hải Vương mà Sao Diêm Vương cũng có, hoàn thành hai vòng quanh Mặt Trời trong khi Sao Hải Vương hoàn thành ba vòng. Nó thậm chí còn mang theo một mặt trăng lớn khác thường, Vanth, gợi nhớ đến người bạn đồng hành Charon của Sao Diêm Vương. Nhưng dù có nhiều điểm chung với hành tinh lùn nổi tiếng nhất này, Orcus lại làm mọi thứ theo nhịp điệu ngược lại, một sự đảo ngược đã mang lại cho nó một biệt danh đáng nhớ.

Được phát hiện năm 2004, Orcus thuộc làn sóng hiện đại của các thế giới xuyên Hải Vương đã định hình lại cách chúng ta nghĩ về vùng ngoài hệ Mặt Trời. Nó mờ nhạt, xa xôi, và đóng băng vĩnh viễn, nhưng bề mặt băng nước sáng của nó và mối quan hệ gần như hệ đôi với Vanth khiến nó trở thành một trong những thành viên tiết lộ nhiều thông tin nhất của Vành đai Kuiper.

Anti-Pluto

Orcus và Sao Diêm Vương có quỹ đạo tương tự nhau về cơ bản: bán trục lớn tương đương khoảng 39,4 AU, độ lệch tâm vừa phải (khoảng 0,23 đối với Orcus), độ nghiêng đáng kể (khoảng 20,6 độ đối với Orcus), và cùng cộng hưởng plutino khiến cả hai thế giới không bao giờ va chạm với Sao Hải Vương. Sự khác biệt then chốt là về thời điểm. Hai quỹ đạo được định hướng sao cho Orcus đạt điểm xa Mặt Trời nhất gần đúng vào lúc Sao Diêm Vương đạt điểm gần nhất, và ngược lại. Đường đi của chúng về cơ bản lệch pha nhau, như hình ảnh phản chiếu chạy trên cùng một vòng nhưng ở các phần đối lập.

Sự đối xứng đó là lý do các nhà thiên văn học đặt biệt danh cho Orcus là 'anti-Pluto' (đối cực của Sao Diêm Vương), và nó cũng định hướng cho việc chọn tên. Trong thần thoại Etruscan và La Mã, Orcus là vị thần của thế giới ngầm và cái chết, một đối trọng với chính vị thần mà Sao Diêm Vương (Pluto) được đặt tên theo. Việc đặt tên đã biến một sự trùng hợp vật lý thành một sự trùng hợp đầy chất thơ: hai vị thần thế giới ngầm, hai quỹ đạo gần như khớp nhau, mãi mãi ở hai phía đối lập của cùng một vòng quay.

Khám phá và đặt tên

Orcus được phát hiện vào ngày 17 tháng 2 năm 2004 bởi Michael Brown, Chad Trujillo, và David Rabinowitz sử dụng Kính viễn vọng Samuel Oschin tại Đài quan sát Palomar ở California, cùng nhóm khảo sát và thiết bị đứng sau nhiều khám phá xuyên Hải Vương lớn khác của thời kỳ đó. Ban đầu nó mang nhãn tạm thời 2004 DW trước khi nhận được số hiệu tiểu hành tinh chính thức, 90482, và cái tên thần thoại của nó. Sau khi vị trí của nó được xác định, các nhà thiên văn học đã tìm lại được nó trong các tấm ảnh khảo sát bầu trời lưu trữ từ năm 1951, giúp xác định quỹ đạo chính xác hơn.

Với đường kính ước tính khoảng 910 km, Orcus nằm trong cùng nhóm kích thước rộng với Ceres, hành tinh lùn của vành đai tiểu hành tinh, dù nó lạnh hơn và xa xôi hơn nhiều.

Một bề mặt băng sáng

Không giống nhiều thiên thể Vành đai Kuiper tối màu, ngả đỏ, Orcus phản xạ một phần đáng kể ánh sáng Mặt Trời chiếu tới nó, với suất phản chiếu khoảng 23%. Quang phổ hồng ngoại cho thấy bề mặt của nó giàu băng nước, và quan trọng là loại băng đó phần lớn ở dạng tinh thể chứ không phải dạng vô định hình hỗn loạn mà bức xạ vũ trụ được cho là sẽ tạo ra qua hàng tỷ năm ở những nhiệt độ này.

Chi tiết đó rất quan trọng. Băng tinh thể, cùng với những dấu hiệu sơ bộ về ammonia, gợi ý rằng Orcus có thể không hoàn toàn 'chết' về mặt địa chất. Cả hai thứ này thường sẽ bị phá hủy trên bề mặt theo thời gian, vì vậy sự hiện diện của chúng cho thấy có một quá trình nào đó đang làm mới chúng, nhiều khả năng nhất là hoạt động núi lửa băng, một dòng rò rỉ chậm chạp của bùn băng từ phần bên trong ấm hơn. Nhiệt độ bề mặt ở đây dao động dưới khoảng 44 K (khoảng âm 229 độ C), đủ lạnh để giữ cho bất kỳ hoạt động nào như vậy diễn ra yếu ớt và hiếm hoi.

Vanth, mặt trăng gần như song sinh

Orcus không đơn độc. Mặt trăng Vanth của nó được phát hiện trong các hình ảnh từ Kính viễn vọng Không gian Hubble chụp ngày 13 tháng 11 năm 2005 bởi Michael Brown và T.-A. Suer, và được chính thức đặt tên năm 2010 theo linh hồn có cánh của người Etruscan chuyên dẫn dắt các linh hồn xuống thế giới ngầm, phù hợp tiếp nối chủ đề chết chóc và thế giới ngầm. Vanth có kích thước lớn so với thiên thể chính của nó, với đường kính gần 440 km, và nó quay quanh Orcus khoảng mỗi 9,5 đến 9,7 ngày một lần.

Vì Vanth mang một phần đáng kể khối lượng tổng của hệ, hai thiên thể này quay quanh một điểm cân bằng nằm khá xa tâm của Orcus, khiến cặp đôi này hoạt động giống như một hệ đôi hơn là một sắp xếp đơn giản kiểu hành tinh - vệ tinh. Đó chính xác là đặc điểm càng củng cố thêm sự so sánh với Sao Diêm Vương: giống như Sao Diêm Vương và Charon, Orcus và Vanth được hiểu tốt nhất như những đối tác của nhau.

Quan sát và nghiên cứu Orcus

Orcus quá mờ để nhìn thấy nếu không có một kính viễn vọng nghiêm túc; ở cấp sao khoảng 19, nó là mục tiêu cho các đài quan sát lớn và những người chụp ảnh thiên văn chuyên nghiệp, chứ không phải để ngắm sao tại sân sau nhà. Phần lớn những gì chúng ta biết thay vào đó đến từ các sự kiện che khuất sao, những khoảnh khắc Orcus hoặc Vanth đi qua phía trước một ngôi sao nền và chặn ánh sáng của nó. Được định thời từ nhiều địa điểm, những sự kiện thoáng qua này xác định kích thước và hình dạng của cả hai thiên thể với độ chính xác mà không hình ảnh trực tiếp nào có thể sánh được, và một sự kiện che khuất sao năm 2017 đã giúp xác định đường kính của Vanth.

Chưa có tàu vũ trụ nào ghé thăm Orcus, và cũng không có kế hoạch nào cho việc đó, vì vậy các kính viễn vọng trên mặt đất và trong không gian vẫn là đôi mắt duy nhất của chúng ta nhìn về nó. Là một thế giới sáng, cộng hưởng, mang mặt trăng, nằm ở pha đối lập chính xác với quỹ đạo của Sao Diêm Vương, nó cung cấp một trường hợp so sánh tự nhiên, một cách để kiểm tra xem đặc điểm nào của Sao Diêm Vương là độc nhất và đặc điểm nào chỉ đơn giản là điều mà các plutino lớn thường có.