Sao Mộc đã ném một hành tinh khác về phía Trái Đất?
Sự bất ổn của hành tinh khổng lồ nhất Thái Dương hệ đã gián tiếp khiến Trái Đất sinh ra Mặt Trăng.
Nhóm khoa học gia dẫn đầu bởi các nhà khoa học hành tinh Chrysa Avdellidou từ Đại học Leicester (Anh) và Kevin Walsh từ Viện nghiên cứu Tây Nam (Mỹ) đã đưa ra một mô hình mới cho thấy vai trò đặc biệt của Sao Mộc đối với sự hình thành Trái Đất ngày nay.
Sao Mộc là hành tinh đầu tiên của hệ Mặt Trời, có thể đã góp phần định hình một số hành tinh khác bao gồm Trái Đất – Ảnh đồ họa: NASA/FUSE/Lynette Cook
Nghiên cứu xoáy vào một lý thuyết gọi là “Mô hình Nice”, nói về hệ Mặt Trời vô cùng hoang dã trong khoảng vài triệu năm đầu tiên sau khi hình thành.
Đó là khi các hành tinh sơ sinh nhất của hệ sao chúng ta đang trú ngụ còn chạy lung tung, va chạm nhau, vỡ tan, hợp nhất.
Có thể coi chúng như những tiền hành tinh, vì chính những phần cơ thể vỡ nát của chúng đã dần tụ lại thành các hành tinh ngày nay.
Nhưng có một hành tinh khổng lồ đã được sinh ra sớm nhất trong đĩa tiền hành tinh quanh Mặt Trời non trẻ: Sao Mộc.
Một số mô hình đã cho thấy Sao Mộc sơ khai không nằm ở vị trí hiện tại, mà đã từng di chuyển khi mới ra đời và có thể ảnh hưởng đến sự hình thành các hành tinh khác. Những điều đó xảy ra khi nào và tác động như thế nào với Trái Đất?
Theo Space.com, nhóm nghiên cứu tập trung vào một loại thiên thạch gọi là EL enstatite chondrite, có hàm lượng sắt thấp và có thành phần cũng như tỷ lệ đồng vị rất giống với vật liệu hình thành nên Trái Đất.
Điều này cho các nhà khoa học biết rằng các chondrite của Trái Đất và EL có khả năng ngưng tụ ở cùng một phần của đĩa hình thành hành tinh.
Tuy nhiên, vật thể mẹ của EL dường như không còn ở gần Trái Đất nữa. Các quan sát thiên văn đã kết nối những thiên thạch này với họ tiểu hành
Lịch sử nhiệt của EL kể một câu chuyện phong phú. Bằng cách sử dụng mô phỏng động lực, nhóm nghiên cứu đã mô hình hóa các kịch bản khác nhau liên quan đến sự di cư của Sao Mộc và kết luận rằng chính sự di chuyển của nó đã kéo vận thế mẹ của EL ra xa.
Mô hình chỉ ra sự kiện đó phải xảy ra khoảng 60-100 triệu năm ngay sau khi hệ Mặt Trời hình thành.
Và điều đó trùng khớp với một sự kiện giả thuyết ngày càng được minh chứng là xác thực: Một hành tinh tên Theia, to bằng Sao Hỏa, đã lao thẳng vào Trái Đất.
Sự di chuyển của Sao Mộc khiến vùng không gian phía gần Mặt Trời hơn bị hỗn loạn có thể chính là động lực thúc đẩy Trái Đất và Theia di chuyển bất ổn, để rồi va chạm.
Cú va chạm khiến cả hai hành tinh sơ khai này vỡ tan, sau đó qua thời gian dần dần hợp nhất, trở thành địa cầu ngày nay.
Một phần cơ thể của cả hai hành tinh sơ khai bị vỡ ra, lang thang trong quỹ đạo Trái Đất một thời gian trước khi tụ thành Mặt Trăng.
Vì vậy, một cách gián tiếp, chính Sao Mộc là thủ phạm ném Theia vào Trái Đất và khiến Mặt Trăng xuất hiện trên bầu trời.
Nghiên cứu vừa được trình bày tại Đại hội đồng Liên minh Địa chất châu Âu ở Vienna – Áo và công bố trên tạp chí Science.
'Hành tinh thứ 9' Theia lộ diện ngay bên trong Trái Đất
Các nhà khoa học Mỹ - Trung Quốc đã kết nối hai bí ẩn lớn liên quan đến sự hình thành Trái Đất: Vụ va chạm với hành tinh giả thuyết Theia và hai vùng vận tốc cực thấp sâu trong lớp phủ.
Các mô phỏng mới dẫn đầu bởi nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ California (Caltech - Mỹ) chỉ ra rằng tàn tích hành tinh cổ đại Theia ngoài những vật liệu vụn đã hòa lẫn vào Trái Đất và Mặt Trăng còn có 2 mảnh lớn, nguyên vẹn, đang chôn sâu trong lòng địa cầu.
Vụ va chạm của Theia với Trái Đất "Gaia" sơ khai - Ảnh đồ họa: Hernán Canẽllas
Hành tinh Theia - được đặt theo tên nữ thần Theia trong thần thoại Hy Lạp, mẹ của nữ thần Mặt Trăng Selene - là một vật thể giả thuyết to cỡ Sao Hỏa, từng là một hành tinh độc lập của hệ Mặt Trời.
Giả thuyết cho rằng nó đã va chạm với Trái Đất sơ khai vào 4,5 tỉ năm trước và bị xóa sổ. Vật liệu của hai hành tinh hòa trộn với nhau, với các mảnh vỡ văng lên quỹ đạo kết tụ thành Mặt Trăng.
Trong khi đó, "vùng vận tốc cực thấp" là hai cấu trúc bí ẩn to cỡ lục địa, nằm ở dưới đáy sâu của lớp phủ Trái Đất (là lớp bên dưới lớp vỏ) bên dưới châu Phi và Thái Bình Dương, được phát hiện từ những năm 1980 thông qua dữ liệu địa chấn.
Chúng hay được gọi là "đốm màu", với màu sắc khác biệt được thể hiện trong các bản đồ lập thể mô tả "nội thất" hành tinh.
Có nhiều giả thuyết xung quanh hai "đốm màu" này. Có hai giả thuyết nổi trội nhất: Chúng là tàn tích của các mảng kiến tạo cổ đại, hoặc chúng là tàn tích của một thiên thể cổ đại từng trộn lẫn với Trái Đất.
"Vụ va chạm dường như là nguồn gốc của tính không đồng nhất của lớp phủ sơ khai và đánh dấu điểm khởi đầu cho quá trình tiến hóa địa chất của Trái Đất suốt 4,5 tỉ năm" - GS Hongping Deng từ Đài quan sát thiên văn Thượng Hải, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.
GS Steven Desch của Đại học bang Arizona (Mỹ) tiếp lời: "Mặt Trăng dường như chứa các vật liệu đại diện cho cả Trái Đất và Theia trước va chạm, nhưng người ta từng cho rằng bất kỳ tàn dư nào của Theia đã được xóa bỏ và đồng nhất bởi hàng tỉ năm động lực học".
Vì vậy, nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature này chứng minh rằng các mảnh riêng biệt, nguyên vẹn của Theia vẫn còn tồn tại, được Trái Đất giấu trong lớp phủ, ngay ranh giới với lõi hành tinh.
"Nói cách khác, Trái Đất không chỉ có "đốm màu". Trái Đất còn có các đốm màu ngoài Trái Đất!" - GS Ed Garneo từ Đại học bang Arizona nói.
Theo TS Qian Yuan từ Caltech, nhóm dự tính sẽ phân tích nhiều mẫu đá hơn, kết hợp các mô hình va chạm lớn và mô hình tiến hóa Trái Đất tinh tế hơn nhằm suy ra thành phần vật chất chi tiết và động lực học quỹ đạo của Trái Đất nguyên thủy - được họ đặt tên là "Gaia" - và Theia.
Nghiên cứu này thậm chí có thể là tiền đề cho các nghiên cứu về sự hình thành và khả năng sinh sống của các ngoại hành tinh ngoài hệ Mặt Trời, theo GS Deng.
Ngoài ra, các phát hiện giúp hoàn thiện một giả thuyết về sự hình thành các hành tinh đá: Mỗi cái do rất nhiều "tiền hành tinh" nhỏ hơn, va chạm với nhau, hòa trộn với nhau mà thành Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hỏa ngày nay.
Theia và Trái Đất "Gaia" sơ khai có thể là đại diện cho các "tiền hành tinh" giả thuyết đó.
'Mặt Trăng thứ hai' bằng vàng hiện ra giữa lòng Trái Đất? Những cấu trúc khổng lồ trông như 2 lục địa ngầm vươn lên từ lõi Trái Đất, gây hoang mang trong giới khoa học nhiều năm qua, có thể là vàng và bạch kim cổ đại từ Mặt Trăng thứ hai. Theo Live Science, một nghiên cứu mới đã liên kết hai "đốm màu" khổng lồ trong bản đồ lập thể địa cầu...