Các tiểu hành tinh là các thế giới đá quay xung quanh Mặt Trời, chúng quá nhỏ để được gọi là hành tinh. Chúng còn được gọi là "hành tinh nhỏ" (planetoids hay minor planets). Có hàng triệu tiểu hành tinh kích thước từ vài trăm km đến vài feet. Tổng khối lượng của tất cả những viên đá này nhỏ hơn khối lượng của Mặt Trăng.

Bức ảnh chụp với bộ lọc OSIRIS trong quá trình bay ngang qua của tàu vũ trụ Rosetta tại tiểu hành tinh Lutetia ngày 10/7/2010.  Credit: © ESA 2010 MPS/OSIRIS Team  MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA

Bức ảnh chụp với bộ lọc OSIRIS trong quá trình bay ngang qua của tàu vũ trụ Rosetta tại tiểu hành tinh Lutetia ngày 10/7/2010. 
Credit: © ESA 2010 MPS/OSIRIS Team
MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA

Mặc dù sở hữu kích thước nhỏ, nhưng những tiểu hành tinh này có thể rất nguy hiểm. Nhiều tiểu hành tinh đã va vào Trái Đất trong quá khứ và sẽ có ngày càng nhiều va chạm với hành tinh của chúng ta trong tương lai. Đó là một lý do khiến các nhà khoa học nghiên cứu về các tiểu hành tinh này và nỗ lực tìm hiểu về số lượng, quỹ đạo và các tính chất vật lý của chúng. Nếu một tiểu hành tinh đang tiến tới chúng ta, chúng ta cần biết điều đấy.

Sự hình thành

Các tiểu hành tinh là những gì còn lại từ quá trình hình thành Hệ Mặt Trời khoảng 4.6 tỷ năm trước.[2] Trước đó, sự hình thành Sao Mộc đã cản trở việc hình thành các hành tinh ở khoảng trống giữa Sao Hoả và Sao Mộc, khiến cho các vật thể nhỏ ở đó va chạm với nhau và vỡ ra thành những tiểu hành tinh như ngày nay.

Hiểu biết của chúng ta về cách Hệ Mặt Trời tiến hoá đang dần mở rộng. Hai lý thuyết tương đối mới gần đây, mô hình của Nice và Grand Tack, cho rằng các hành tinh khí khổng lồ di chuyển xung quanh trước khi ổn định tại quỹ đạo hiện tại.[3] Sự dịch chuyển này có thể đã đẩy các tiểu hành tinh từ vành đai chính rơi vào các hành tinh kiểu Trái Đất, quét sạch và đưa chúng trở lại vành đai ban đầu.

Các tính chất vật

Các tiểu hành tinh có thể có kích thước lớn như Ceres, đường kính khoảng 940 km (583 dặm). Tiểu hành tinh nhỏ nhất từng được nghiên cứu là 2015 TC25, một viên đá không gian có kích thước khoảng 2m, được quan sát khi nó bay gần với Trái Đất vào tháng 10 năm 2015.[4] Cơ hội để nó va chạm với Trái Đất trong tương lai là nhỏ, Vishnu Reddy, phòng nghiên cứu Mặt Trăng và Hành Tinh, trường đại học Arizona, nói trong bài phát biểu. [5]

"Bạn có thể cho rằng (một tiểu hành tinh) như một vẫn thạch trôi nổi trong không gian mà không đâm vào khí quyển và khiến nó rơi xuống mặt đất." Reddy cho biết thêm.

Hầu hết các tiểu hành tinh có hình dạng bất định, mặc dù một vài tiểu hành tinh lớn nhất có dạng gần tròn, ví dụ như Ceres. Chúng thường bị va chạm và để lại bề mặt các hố thiên thạch – ví dụ, Vesta có hẳn một cái hố có đường kính 460km.[6] Người ta cho rằng bề mặt của phần lớn các tiểu hành tinh được che phủ bởi các lớp bụi. [7]

Vì các tiểu hành tinh quay xung quanh Mặt Trời theo quỹ đạo elip, chúng tự quay, thỉnh thoảng xáo trộn một cách bất thường. Hơn 150 tiểu hành tinh được cho rằng có một vệ tinh nhỏ cùng đồng hành, một vài tiểu hành tinh có hai vệ tinh. Các hệ tiểu hành tinh đôi cũng tồn tại, trong đó 2 tiểu hành tinh có kích thước tương đương quay xung quanh nhau, ngoài ra còn có hệ 3 tiểu hành tinh. Nhiều tiểu hành tinh dường như đã từng bị trường hấp dẫn của hành tinh “bắt giữ” và trở thành vệ tinh của nó – ví dụ như các vệ tinh của Sao Hoả, Phobos và Deimos, và phần lớn các vệ tinh ở phía ngoài của Sao Thổ, Sao Mộc, Sao Thiên Vương, Sao Hải Vương. [8]

Nhiệt độ bề mặt trung bình của một tiểu hành tinh điển hình là 100 độ F (-73 độ C). Các tiểu hành tinh hầu như không thay đổi trong hàng tỉ năm, vì vậy, các nghiên cứu về chúng có thể tiết lộ rất nhiều về Hệ Mặt Trời ở thời kỳ đầu.

Tiểu hành tinh có hình dáng và kích thước đa dạng. Một vài tiểu hành tinh dạng rắn, trong khi số còn lại là những viên đá dăm nhỏ kết hợp lại nhờ lực hấp dẫn.[9] Một tiểu hành tinh quay xung quanh Mặt Trời, nằm giữa Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương, lại có riêng hệ vành đai của nó.[10] Còn một tiểu hành khác thì không chỉ có một mà có tới 6 đuôi.[11]

Phân loại

Các tiểu hành tinh nằm trong 3 khu vực của Hệ Mặt Trời. Phần lớn trong số đó nằm trong vành đai rộng giữa Sao Hoả và Sao Mộc.[12][13] Vành đai tiểu hành tinh chính này chứa hơn 200 tiểu hành tinh có đường kính lớn hơn 100 km (60 dặm). Các nhà khoa học ước lượng rằng vành đai này còn chứa từ 1.1 đến 1.9 triệu tiểu hành tinh có đường kính lớn hơn 1km (3281 feet) và hàng triệu tiểu hành tinh nhỏ hơn.[14][15]

Không phải những gì nằm trong vành đai chính đều là tiểu hành tinh – ví dụ như Ceres, ngày trước được xếp loại là một tiểu hành tinh, nhưng bây giờ nó được xem xét như một hành tinh lùn.[16] Trong thập kỷ trước, các nhà khoa học còn phân biệt các lớp vật thể thành “tiểu hành tinh ở vành đai chính” và “các vật thể đá nhỏ có đuôi”. Trong khi một vài cái đuôi hình thành khi vật thể đó va chạm với tiểu hành tinh hoặc do phân huỷ tiểu hành tinh, số còn lại có thể là do sao chổi “nguỵ trang” thành.

Có nhiều tiểu hành tinh nằm ngoài vành đai chính. Các tiểu hành tinh Trojan quay xung quanh một hành tinh lớn hơn ở 2 vị trí đặc biệt - gọi là các điểm Lagrange, nơi mà lực hấp dẫn của Mặt Trời và hành tinh cân bằng.[17] Số lượng tiểu hành tinh Trojan của Sao Mộc là lớn nhất, ngang bằng số tiểu hành tinh ở vành đai chính. Sao Hải Vương, Sao Hoả và Trái Đất cũng có tiểu hành tinh Trojan.

Các tiểu hành tinh gần Trái Đất (Near-Earth asteroids - NEAs) quay xung quanh gần Trái Đất hơn Mặt Trời. Theo NASA, các tiểu hành tinh Amor có quỹ đạo gần nhưng không cắt quỹ đạo của Trái Đất. Những tiểu hành tinh Apollo có quỹ đạo cắt ngang quỹ đạo Trái Đất nhưng phần lớn thời gian chúng nằm ngoài quỹ đạo Trái Đất.[18] Những tiểu hành tinh Aten cũng có quỹ đạo cắt ngang quỹ đạo Trái Đất nhưng phần lớn thời gian của chúng là nằm phía trong. Những tiểu hành tinh Atira gần Trái Đất nhưng quỹ đạo của chúng nằm trọn vẹn phía trong của quỹ đạo Trái Đất. Theo cơ quan Vũ Trụ Châu Âu, có khoảng 10,000 các tiểu hành tinh được biết đến là NEAs.[19]

Ngoài sự phân loại dựa trên quỹ đạo của tiểu hành tinh, phần lớn các tiểu hành tinh được chia thành 3 loại dựa trên thành phần cấu tạo:

  • Loại C hay tiểu hành tinh chứa Carbon: màu xám và rất phổ biến, chiếm 75% các tiểu hành tinh được biết đến. Chúng có lẽ bao gồm đất sét, đá silicon và nằm ở rìa ngoài vành đai chính.
  • Loại S hay tiểu hành tinh chứa Silic: màu từ xanh đến đỏ, chiếm khoảng 17% các tiểu hành tinh được phát hiện, nằm vùng rìa trong của vành đai tiểu hành tinh. Chúng được tạo bởi vật liệu silic và niken – sắt.
  • Loại M hay tiểu hành tinh chứa Kim loại: màu đỏ, chiếm số còn lại các tiểu hành tinh, nằm ở vùng giữa của vành đai. Chúng dường như được tạo bởi niken –sắt.
  • Ngoài ra còn có nhiều loại hiếm khác dựa trên thành phần cấu tạo – ví dụ, loại V được phân loại bởi Vesta, có lớp vỏ bazan núi lửa.

Va chạm với Trái Đất

Mặc dù Trái Đất hình thành cách đây 4.5 tỉ năm, các tiểu hành tinh và sao chổi vẫn đều đặn va chạm với Trái Đất. Theo NASA, những tiểu hành tinh nguy hiểm nhất cực kì hiếm.

Một tiểu hành tinh có khả năng gây ra thảm hoạ toàn cầu sẽ cần có kích thước lớn hơn ¼ dặm.[20] Các nhà khoa học đã ước lượng rằng những tác động như vậy sẽ làm tăng lượng bụi trong khí quyển để tạo ra "mùa đông hạt nhân" một cách hiệu quả, làm gián đoạn nghiêm trọng nền nông nghiệp trên thể giới. NASA phát biểu một cách chính thức, các tiểu hành tinh có cuộc va chạm lớn với Trái Đất trung bình 1 lần trong 1000 thế kỉ.

Những tiểu hành tinh nhỏ hơn được cho rằng sẽ tấn công Trái Đất mỗi 1000 đến 10000 năm, có thể phá huỷ một thành phố hay gây ra sóng thần có sức tàn phá. Theo NASA, những viên đá trong không gian nhỏ hơn 82 feet (25m) phần lớn sẽ bốc cháy trước khi chúng rơi vào khí quyển Trái Đất, có nghĩa là thậm chí khi 2015 TC25 va chạm với Trái Đất, nó có lẽ không thể chạm tới mặt đất.[21]

Vào ngày 15/2/2013, một tiểu hành tinh đã đâm vào bầu khí quyển ở thành phố Chelyabinsk của Nga, tạo nên sóng xung kích, làm 1200 người bị thương.[22] Viên đá vũ trụ này được cho là có kích thước khoảng 65 feet (20m) khi nó đâm vào khí quyển Trái Đất.

Khi một tiểu hành tinh, hoặc 1 phần của nó, đâm vào Trái Đất, phần còn lại của nó được gọi là vẫn thạch. Dưới đây là các thành phần đặc trưng:

  • Vẫn thạch sắt: sắt 91%, niken 8.5%, coban 0.6%
  • Vẫn thạch đá: oxi 6%, sắt 26% silic 18%, magie 14%, nhôm 1.5%, niken 1.4%, canxi 1.3%

(Còn tiếp...)

Nguồn: Space [1]

Tham khảo

  1. Space: Asteroids: Fun Facts and Information About Asteroids
  2. Space: Solar System Facts: A Guide to Things Orbiting Our Sun
  3. Space: How Did the Solar System Form?
  4. Space: 6-Foot-Wide 'Bald' Asteroid Is Smallest Ever Studied
  5. UANews: It's a Bird … It's a Plane … It's the Tiniest Asteroid!
  6. Space: Vesta: Facts About the Brightest Asteroid
  7. Space: For Small Asteroids, Sunlight Spawns Dust (and Maybe Death)
  8. Space: Mars' Moons: Facts About Phobos & Deimos
  9. Space: Potentially Dangerous Asteroid Is Actually a Pile of Rubble
  10. Space: Asteroid Found with Rings! First-of-Its-Kind Discovery Stuns Astronomers (Video, Images)
  11. Space: Bizarre Asteroid with Six Tails Spotted by Hubble Telescope (Photos)
  12. Space: Mars Facts: Life, Water and Robots on the Red Planet
  13. Space: Planet Jupiter: Facts About Its Size, Moons and Red Spot
  14. Space: Asteroid Belt: Facts & Formation
  15. NASA/SolarSystem: Asteroids
  16. Space: Ceres: The Smallest and Closest Dwarf Planet
  17. Space: Lagrange Points: Parking Places in Space
  18. NASA/JPL: NEO Basics
  19. ESA: Near-Earth Objects - NEO Segment
  20. Space: Dino-Killing Asteroid Impact Dwarfed by Earlier Space Rock Crash
  21. NASA: Asteroid Fast Facts
  22. Space: Meteor Blast Over Russia Feb. 15: Complete Coverage
Author: Ngan K. Nguyen
Nghiên cứu sinh ngành Khoa học hành tinh tại Nhật Bản.

Bài viết xem nhiều