Tàu thăm dò Hayabusa 2 đã ghé thăm tiểu hành tinh Ryugu và tìm thấy các đặc tính khác thường. Theo đó, bề mặt khô hạn của tiểu hành tinh này mâu thuẫn với những lý thuyết hiện tại về việc làm thế nào mà Trái Đất có được lượng nước như bây giờ.

Hình 1. Camera định hướng phổ khả kiến của Habuyasa chụp được bức ảnh này của Ryugu vào ngày 26/06/2018. Ảnh: JAXA / University of Tokyo and collaborators

Đây là tuần lễ của tiểu hành tinh. Trong khi hội nghị Khoa học Mặt Trăng và hành tinh đang diễn ra ở Texas, hai dự án Osiris-Rex của NASA và  Habuyasa 2 của Cơ quan thám hiểm không gian Nhật Bản đã công bố những trong khám phá mới nhất của mình về các tiểu hành tinh gần Trái Đất đi kèm với hình ảnh và dữ liệu, và các bài đăng trên tạp chí Nature, Nature Astronomy và Nature GeoScience.

So với đội Mỹ, đội Nhật đã  tiếp cận tiểu hành tinh sớm hơn khoảng 6 tháng và thấy địa hình gồ ghề hơn dự tính, điều mà NASA cũng sẽ tìm thấy ở Bennu. Ryugu được bao phủ bởi những khối đá lớn có đường kính vài mét. Điều này sẽ gây nguy hiểm cho tàu vũ trụ trong sứ mạng lấy mẫu vật liệu trên bề mặt

Trong khi Osisris-REX vẫn đang lập kế hoạch tiếp cận Bennu, Habuyasa 2 đã thả thành công 3 robot tự hành nhảy trên bề mặt tiểu hành tinh và chụp ảnh bề mặt. Tàu mẹ cũng đã thực hiện thành công một trong ba lần va chạm mềm với bề mặt. Trong những lần va chạm mềm đó, tàu sẽ vươn “cánh tay máy dài 1 m”, một cơ cấu lấy mẫu với một đầu có gàu để xúc mẫu vật. Khi cái gàu đủ gần bề mặt, cơ cấu đặc biệt trong cánh tay máy sẽ bắn một viên đạn nhỏ xuống bề mặt tiểu hành tinh, phá hủy lớp đá bề mặt và (hy vọng rằng) một số vật liệu sẽ bị văng vào gàu. Đầu tháng này, nhóm đã công bố kết quả của lần thử đầu tiên. Các nhà nghiên cứu hy vọng họ sẽ có nhiều mẫu vật hơn dự tính bởi lẽ viên đạn đã tạo ra hiệu ứng tốt hơn mong đợi khi phá hủy lớp đá có đường kính tới 1m xung quanh.

Tuy nhiên, không thể nào biết chắc chắn lượng mẫu thu được, vì tàu vũ trụ không có dụng cụ để cân hoặc ước tính lượng mẫu trong buồng chứa. “Đây là bí mật thú vị cho đến khi tàu trở về Trái Đất. Nó giống như một món quà tặng từ chuyến du hành.” Chủ nhiệm dự án Yuichi-Tsuda của viện Khoa học không gian và Thám hiểm của JAXA nói vui trong cuộc họp báo.

Ryugu: Điểm giống và Không giống Bennu

Ryugu và Bennu thoạt nhìn rất giống nhau về diện mạo, rất khó để phân biệt chúng từ hình ảnh. Cả hai đều được phân loại là tiểu hành tinh dạng đá kết, là thiên thể được tạo thành từ rất nhiều cục đá có độ lớn khác nhau, gắn kết lại bởi lực hấp dẫn. Khối lượng riêng của chúng nhỏ, cho thấy phần bên trong có rất nhiều khoảng trống, giống như miếng phô mai Thụy Sỹ vậy. Những thiên thể loại này có thể tạo thành từ những mảnh vỡ của những tiểu hành tinh lớn hơn, do những va chạm từ thời kì đầu của Hệ Mặt Trời.

Cả hai thiên thể đều có tốc độ tự quay lớn, nên bồi đắp vùng xích đạo, khiến chúng có hình dáng như con quay. Nhưng trong khi tốc độ tự quay của Bennu đang tăng tốc thì Ryugu có vẻ đang giảm tốc và chúng ta chưa rõ lý do. Hiện tại, chu kỳ tự quay của Ryugu là 7.6 giờ nhưng các nhà nghiên cứu ước tính rằng, để có được hình dạng như hiện nay, trong quá khứ nó phải tự quay nhanh hơn với chu kỳ nhỏ hơn 3.5 giờ.

Hình 2. Ryugu có kích thước khoảng 900m (khoảng nửa dặm). Ảnh: © 2019 Seiji Sugita et al., Science.

Một khác biệt khác là tuổi. Trong khi Bennu rất cổ, có tuổi khoảng 100 triệu năm đến 1 tỉ năm, Ryugu có vẻ trẻ hơn nhiều, chỉ khoảng 100 triệu năm.

Ryugu cũng tối hơn so với Bennu, do chỉ phản xạ một nửa ánh sáng truyền đến so với Bennu. Với độ phản xạ albedo khoảng 2%, nó là một trong những thiên thể đen nhất Hệ Mặt Trời.

Các nhà khoa học đã thấy điểm giống nhau về màu sắc bề mặt của Ryugu và hai họ tiểu hành tinh Polana và Eulalia trong vành đai tiểu hành tinh. Sự giống nhau này cho thấy khả năng cao Ryugu là một thành viên của các nhóm này.

Một sự khác biệt không mong đợi khác là lượng nước trong hai tiểu hành tinh. Mặc dù cả hai đều có khoáng chất bị hydrat hóa, Ryugu có vẻ khô hơn so với mong đợi. Điều này có thể cho thấy thiên thể mẹ của nó cũng chứa ít nước, trái ngược hẳn với Bennu, nơi có rất nhiều lượng hydroxyls - phân tử chứa nguyên tử hydro và oxy liên kết với nhau. Những phân tử này có lẽ thuộc về các khoáng đất sét, có thể cho thấy tương tác với nước trong quá khứ.

Khám phá được những bí mật tại sao hai tiểu hành tinh lại khác nhau về lượng nước là điều quan trọng để hiểu vì sao Trái Đất có được lượng nước như hôm nay. Các mô hình về sự hình thành Hệ Mặt Trời thường cho rằng phần lớn lượng nước tìm thấy trên Trái Đất ngày nay đến từ sao băng và sao chổi, những thiên thể xuất phát từ Vành đai tiểu hành tinh và rìa ngoài của hệ. Sự tồn tại của những tiểu hành tinh khô hạn gần Trái Đất như Ryugu đồng nghĩa với chuyện các mô hình lý thuyết này cần được thay đổi cho phù hợp. 

Hình 3. Bức ảnh màu giả lập cho thấy Ryugu ít nước một cách bất ngờ. Ảnh: © 2019 Seiji Sugita et al., Science

Bước tiếp theo: Khai hỏa đại bác.

Bước tiếp theo của sứ mạng Hayabusa 2 có vẻ không high-tech cho lắm nhưng sẽ rất ấn tượng. Vào ngày 5 tháng 4, tàu sẽ bắn một đầu đạn nặng 2.5kg vào Ryugu để tạo ra một hố va chạm nhân tạo trên bề mặt tiểu hành tinh này. Nhóm nghiên cứu đã xác định vị trí đích trên bề mặt và dự tính tạo ra một hố rộng khoảng 10m và sâu 1m.

Với hoạt động này, nhóm mong muốn biết thêm về tiểu hành tinh sẽ như thế nào sau va chạm. Điều đó sẽ giúp các nhà khoa học hiểu hơn về lịch sử và sự tiến hóa của Ryugu. Thông tin về vụ va chạm sẽ giúp ích nhiều trong trường hợp những tiểu hành tinh đến quá gần Trái Đất và chúng ta cần phải bắn để thay đổi quỹ đạo của nó.

Tạo ra một hố va chạm cũng giúp các nhà khoa học kiểm tra dưới bề mặt tiểu hành tinh là gì. Hai tuần sau khi khai hỏa viên đạn, Habuyasa 2 sẽ thực hiện lấy mẫu lần thứ hai, nhắm đến phần đáy của hố va chạm. Rồi sau đó, vào khoảng tháng mười một hay tháng mười hai năm nay, tàu sẽ bắt đầu hành trình để quay trở lại Trái Đất kéo dài một năm.

Theo Sky & Telescope

Tham khảo

Author: Bùi Thanh Huy
Kỹ sư cơ điện tử ở TP Hồ Chí Minh. Thành viên CLB Thiên văn học Nghiệp dư Tp. Hồ Chí Minh (HAAC).


Bài viết đang được quan tâm