Trái Đất ra đời từ thế giới mang hình chiếc bánh?

Một số thiên thạch lạnh giá rơi xuống Trái Đất đã giúp các nhà khoa học tìm lại hình dáng ban đầu của hệ Mặt Trời. Đó là một kết quả sốc.

Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà khoa học hành tinh Bidong Zhang từ Đại học California Los Angeles (UCLA – Mỹ) đã phân tích các thiên thạch sắt đến từ nơi xa xôi của hệ Mặt Trời và tìm ra bí ẩn về “chiếc nôi” mà Trái Đất đã ra đời.

Quanh các ngôi sao trẻ tuổi – bao gồm Mặt Trời của chúng ta 4,6 tỉ năm trước, là một đĩa tiền hành tinh khổng lồ.

Đó là một chiếc đĩa đầy khí bụi, nơi các tiền hành tinh hoài thai, va chạm, vỡ ra, rồi dần kết tụ thành các khối lớn hơn, ổn định thành các hành tinh ngày nay, bao gồm Trái Đất.

Ảnh đồ họa mô tả lại một ngôi sao còn đĩa tiền hành tinh dày bất thường, gần như hình xuyến mà các nhà khoa học cho rằng hệ Mặt Trời ban đầu đã sở hữu – Ảnh: NASA

Trước đây, các mô tả về đĩa tiền hành tinh của hệ Mặt Trời thường dựa trên một số quan sát từ vài hệ sao trẻ mà nhân loại có thể tiếp cận được một cách mờ nhạt qua các kính viễn vọng.

Từ đó, đĩa này được mô tả là một vành đai khí bụi mỏng, dẹt, to lớn.

Thế nhưng, các thiên thạch sắt mà nhóm của TS Zhang và các cộng sự phân tích lại kể một câu chuyện khác.

Theo bài công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences, chúng là những khối đá đã di chuyển một chặng đường dài đến Trái Đất từ khu vực Hệ Mặt trời bên ngoài, tức khu vực bên ngoài quỹ đạo Sao Mộc, nơi thống trị bởi các hành tinh khí to lớn.

Các thiên thạch này giàu kim loại chịu lửa hơn những kim loại được tìm thấy ở khu vực hệ Mặt Trời bên trong, tức nơi trú ngụ của Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Thủy.

Kết quả phân tích thành phần cho thấy các thiên thạch này chỉ có thể diễn ra trong môi trường rất nóng chẳng hạn như môi trường gần với một ngôi sao đang hình thành.

Điều đó có nghĩa chúng được hình thành ban đầu ở khu vực hệ Mặt Trời bên trong, sau đó mới di chuyển dần ra ngoài.

Nhưng có một cản trở: Nếu đĩa tiền hành tinh của Mặt Trời như các đĩa mà chúng ta đã thấy ở các ngôi sao trẻ khác, thì sẽ có rất nhiều khoảng trống. Bởi lẽ khi các hành tinh bắt đầu hình thành, nó sẽ biến chiếc đĩa thành một cấu trúc nhiều vòng đồng tâm, với mỗi khe hở là nơi vòng khí bụi kết tụ thành hành tinh.

Các thiên thạch nói trên không có cách gì vượt qua được khoảng trống đó. Có một khả năng duy nhất: Đĩa tiền hành tinh của Mặt Trời phải khác biệt.

Theo các mô hình, sự di cư của thiên thạch loại này có thể diễn ra dễ dàng nhất nếu cấu trúc tiền hành tinh có hình xuyến, tức giống như một chiếc bánh donut.

Điều này sẽ đưa các vật thể giàu kim loại về phía rìa ngoài của hệ Mặt Trời đang hình thành.

Mãi sau này, đĩa tiền hành tinh nguội dần, nó mới bắt đầu dẹt lại. Đó cũng là lúc Sao Mộc – hành tinh đầu tiên và lớn nhất – đã thành hình tương đối, tạo nên một khoảng trống lớn ngăn không cho kim loại như iridi và bạch kim trở vào trong.

Khi đó, các kim loại này được đưa vào các thiên thạch vốn đã đi ra phía ngoài. Các thiên thạch này cũng vì sự hiện diện của các hành tinh lớn mà bị giam lỏng ở khu vực lạnh giá này.

Tuy vậy, một số trong chúng đã tìm được đường hạ cánh xuống Trái Đất.