Sao chổi tối xuất hiện rất nhiều quanh Trái đất mà chúng ta không hay biết

Nếu ra ngoài không gian thì ngay ở quỹ đạo Trái đất quay xung quanh Mặt trời, ta sẽ tìm thấy rất nhiều thiên thạch. Trong số đó, có một lượng sao chổi tối không hề nhỏ.

Cho đến nay, các nhà thiên văn đã đếm được hơn 35.000 thiên thể gần Trái đất. Đáng chú ý, các tiểu hành tinh và sao chổi đôi khi có thể đi vào phía trong của Hệ Mặt trời.

Người ta cho rằng ngoài kia còn có thể còn nhiều nữa. Và một nghiên cứu mới đã phát hiện ra rằng có tới 60% trong số chúng có thể là một thứ gì đó được gọi là “sao chổi tối” đã từng chứa hoặc vẫn chứa băng đang bị nhốt trong các khối đá bí ẩn của chúng.

Theo một nhóm các nhà thiên văn học do Aster Taylor thuộc Đại học Michigan dẫn đầu, sao chổi tối có thể là manh mối quan trọng về nguồn nước của Trái đất, từ khi Hệ Mặt trời mới hình thành.

Taylor giải thích: “Chúng tôi không biết liệu những sao chổi tối này có đưa nước đến Trái đất hay không. Chúng tôi không thể khẳng định điều đó. Nhưng chúng tôi có thể nói rằng vẫn còn tranh cãi về việc chính xác nước trên Trái đất đến đây bằng cách nào”.

“Công việc chúng tôi thực hiện đã chỉ ra rằng đây là một con đường khác để đưa băng từ nơi nào đó trong phần còn lại của Hệ Mặt trời đến Trái đất”.

Những thiên thạch lang thang trong Hệ Mặt trời có thể có nhiều dạng khác nhau. Tiểu hành tinh và sao chổi là hai loại phổ biến nhất, trong đó tiểu hành tinh là đá khô và sao chổi là đá băng, thường phun ra vật chất khi chúng di chuyển gần Mặt trời và bị nung nóng lên.

Nhưng giữa hai loại đá không gian, có rất nhiều biến thể và thậm chí có sự giao thoa giữa chúng. Sao chổi tối được cho là một loại lai, nhưng chúng ta không biết nhiều về chúng.

Phần đầu sao chổi hay bầu khí quyển chứa khí mờ bao quanh nhân sao chổi và phần đuôi được tạo ra do sự thăng hoa của băng không phải là hai đặc điểm duy nhất để nhận dạng sao chổi. Một đặc điểm khác là khả năng tăng tốc của nó.

Khi sao chổi phóng ra vật chất, nó chịu thêm một phản lực bất thường. Biểu hiện đó giúp ta tính toán xác định nó là sao chổi chứ không phải là một tiểu hành tinh chỉ chịu lực hấp dẫn. Ngoài ra, sự thoát khí này có thể tăng tốc độ quay của sao chổi.

Sao chổi tối là sao chổi không có đầu hoặc đuôi có thể nhìn thấy được, nhưng nó có thêm gia tốc phi hấp dẫn này giúp các nhà quan sát nhận diện. Taylor và các đồng nghiệp đã nghiên cứu bảy sao chổi tối đã biết để cố gắng hiểu rõ hơn về việc có bao nhiêu sao chổi nữa có thể ẩn nấp trong không gian gần Trái đất.

Theo ước tính của nhóm, khoảng 0,5 đến 60% tổng số vật thể gần Trái đất có thể là sao chổi tối. Phạm vi sai số này khá lớn và sẽ cần phải thu hẹp lại; nhưng kết quả hiện tại cho thấy rằng có thể có nhiều vật chất đông lạnh hơn trong Hệ Mặt trời, thứ không chỉ ở vùng lân cận Trái đất, mà còn trong vành đai các tiểu hành tinh giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc.

Taylor nói: “Chúng tôi nghĩ những vật thể này đến từ vành đai tiểu hành tinh chính bên trong và/hoặc bên ngoài (vành đai Kuiper), và điều đó đưa ra suy luận đây là một cơ chế khác để đưa một ít băng vào bên trong Hệ Mặt trời”.

“Có thể có nhiều băng ở vành đai chính bên trong hơn chúng ta nghĩ. Có thể có nhiều thiên thể như thế này ở ngoài kia. Đây có thể là một phần đáng kể của đám thiên thạch gần chúng ta nhất. Chúng tôi thực sự không biết chắc, nhưng chúng tôi có nhiều câu hỏi hơn là đáp án từ những phát hiện này”.

Họ giải thích, các thiên thể gần Trái đất không có xu hướng quanh quẩn quanh hành tinh của chúng ta quá lâu. Hệ Mặt trời phía bên trong có lực hấp dẫn khá mạnh, điều đó có nghĩa là tuổi thọ của một thiên thể gần Trái đất chỉ khoảng 10 triệu năm hoặc lâu hơn một chút (trước khi bị hút vào Hệ Mặt trời hoặc bị hất văng ra bên ngoài xa).

Vì Hệ Mặt trời đã khoảng 4,6 tỉ năm tuổi mà chúng ta vẫn chưa cạn kiệt các thiên thể gần Trái đất nên nguồn cung chắc chắn phải được bổ sung liên tục.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành mô phỏng để xem sao chổi tối có thể bắt nguồn từ đâu, gán gia tốc phi trọng lực cho các thiên thể thuộc các quần thể khác nhau trong Hệ Mặt trời. Sau đó, họ chạy mô phỏng để xem chúng đã đến đâu. Điều này cho thấy hầu hết các sao chổi tối gần Trái đất đều có nguồn gốc từ vành đai tiểu hành tinh chính (giữa sao Hỏa và sao Mộc).

Nhưng một sao chổi có thể quay nhanh đến mức bị vỡ ra dưới lực ly tâm cực lớn của chuyển động quay của nó. Các mảnh vỡ của sao chổi cũng là băng giá và chứa khí, do đó cũng quay và chuyển động dưới gia tốc phi hấp dẫn. Vì vậy, từ một thiên thạch, ta có cả một đống thiên thạch con.

Trong số bảy sao chổi tối mà nhóm nghiên cứu đã phân tích, một trong số chúng, có tên là 2003 RM, dường như là một thiên thạch lớn thoát ra từ vành đai chính – nhưng sáu sao chổi còn lại là sản phẩm của sự phân mảnh ly tâm của một thiên thạch lớn rời khỏi vành đai chính và vỡ ra khi nó đến gần Mặt trời hơn.

Các nhà nghiên cứu viết trong bài báo của họ: “Các quan sát tiếp theo trên mặt đất và không gian về sao chổi tối có thể cho phép đo tốc độ và thành phần khí thoát ra, có khả năng thu hẹp xuất xứ của chúng”.

“Các khảo sát trong tương lai… cũng có thể xác định được nhiều sao chổi tối hơn những gì chúng ta biết hiện nay, điều này sẽ cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về nguồn gốc và hành trình tiến hóa của chúng”.