Hệ Mặt trời của chúng ta lớn một cách đáng kinh ngạc nếu tính theo con người. Nếu bạn nhìn qua một kính viễn vọng nhỏ vào hình dạng sáng của Sao Thổ, bạn sẽ thấy một hành tinh cách xa hơn một tỷ km. Để đi được quãng đường đó trên Trái đất, bạn cần phải đi hết một vòng trái đất gần 800.000 lần.
Tuy nhiên, các hành tinh quen thuộc chỉ là những viên ngọc trong cùng của một hệ thống lớn hơn nhiều chứa các hành tinh lùn, sao chổi, v.v.
Bên ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương là Vành đai Kuiper, một mảnh vụn khổng lồ và phần lớn chưa được khám phá chứa ít nhất ba hành tinh lùn.
Trường xa hơn nữa là nhật quyển, một bong bóng khí và bụi giữa các vì sao lấp đầy Thiên hà của chúng ta do một dòng hạt nhanh từ Mặt trời của chúng ta thổi ra.
Xa hơn nữa là Đám mây Oort được lý thuyết hóa, một tập hợp mảnh vụn khổng lồ khác, mà một số nhà thiên văn học tin rằng có thể kéo dài hàng nghìn tỷ km đến giới hạn ảnh hưởng hấp dẫn của Mặt trời.
Đó là một nhiệm vụ khó khăn, nhưng các nhà thiên văn học đã cố gắng trong một thời gian dài đáng kinh ngạc để đo chính xác khoảng cách trong không gian. Người Hy Lạp cổ đại đã sử dụng các quan sát bằng mắt thường để ước tính khoảng cách đến Mặt trăng và Mặt trời theo bán kính Trái đất.
Từ thế kỷ 17 đến thế kỷ 19, các quan sát về thị sai – sự thay đổi rõ ràng về vị trí của một vật thể so với nền khi nhìn từ hai vị trí khác nhau – cho phép đo khoảng cách các hành tinh ngày càng chính xác.
Gần đây hơn, người ta đã thu được những khoảng cách cực kỳ chính xác bằng cách sử dụng radar và bằng cách tính toán quỹ đạo từ nhiều hình ảnh.
Vậy Hệ mặt trời lớn như thế nào? Để tìm hiểu, chúng ta hãy nhảy lên một làn sóng ánh sáng do Mặt trời phát ra: chúng ta có thể cảm nhận được khoảng cách liên quan bằng cách chú ý đến thời gian di chuyển của mình.
Các nhà thiên văn biểu thị những khoảng cách này theo đơn vị thiên văn (AU), một đại lượng bằng khoảng cách trung bình giữa Trái đất và Mặt trời trong năm. Một AU tương đương với khoảng 150 triệu km.
Trong vòng một phần tư giờ rời khỏi Mặt trời, chúng ta đã đi qua quỹ đạo của tất cả các hành tinh đá bên trong: Sao Thủy (0,43 AU) sau 3 phút, Sao Kim (0,7 AU) sau 6 phút, Trái đất (1 AU) sau 8 phút và sao Hỏa (1,5 AU) chỉ sau 13 phút trong hành trình.
15 phút nữa sẽ đưa chúng ta qua Vành đai tiểu hành tinh , ngôi nhà của hành tinh lùn Ceres (2,8 AU), quỹ đạo mà chúng ta đi qua sau 23 phút.
Chúng ta phải di chuyển gần như cùng một khoảng cách một lần nữa để đến quỹ đạo của Sao Mộc (5,2 AU) sau 43 phút. Với khoảng cách ngày càng lớn giữa các hành tinh, phải mất gần 3,5 giờ để đi qua vương quốc của những người khổng lồ khí.
Quỹ đạo của Sao Hải Vương (30,1 AU) là 4 giờ 10 phút trong hành trình của chúng ta.
Cách Mặt trời 5,5 giờ, chúng ta đi vào Vành đai Kuiper và tiếp tục đi qua nó trong một giờ 10 phút. Chúng ta bắt đầu xuất hiện từ nhật quyển vào không gian giữa các vì sao sau khoảng 12 giờ trong hành trình của mình.
Tuy nhiên, việc vượt qua Đám mây Oort có thể khiến chúng ta mất tới một năm.
Vì tàu vũ trụ tốc độ ánh sáng vẫn là thứ của khoa học viễn tưởng, nên các nhà thiên văn học vẫn cực kỳ khó khám phá các vùng bên ngoài của Hệ Mặt trời. Các vật thể quay quanh Mặt trời xa hơn phản xạ rất ít ánh sáng của nó và rất khó nhìn thấy ngay cả với những kính viễn vọng lớn nhất.
Tàu vũ trụ robot di chuyển với tốc độ vật lý có thể đạt được phải mất nhiều năm để đến được Hệ Mặt trời bên ngoài.
Tuy nhiên, những tiến bộ đáng chú ý đang được thực hiện. Tàu vũ trụ song sinh Du hành, được phóng vào năm 1977 để nghiên cứu các hành tinh khổng lồ, vẫn đang cung cấp dữ liệu khi chúng lao vào không gian xa hơn.
Với lợi ích của ba thập kỷ tiến bộ công nghệ, thậm chí nhiều thông tin hơn về Hệ Mặt trời bên ngoài đã thu được từ sứ mệnh Chân trời Mới của NASA. Ra mắt vào năm 2006, nó đến Sao Diêm Vương vào năm 2015, trước khi tiếp tục khám phá các vật thể khác của Vành đai Kuiper.
Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 8 năm 2013 của Tạp chí BBC Sky at Night.