Nếu được hỏi thiên thạch đến từ đâu, bạn có thể trả lời “từ sao chổi.” Nhưng dựa trên nghiên cứu mới của chúng tôi, theo dõi hàng trăm quả cầu lửa khi chúng di chuyển trên bầu trời Úc, thì bạn đã nhầm.
Trên thực tế, rất có khả năng tất cả các thiên thạch (đá không gian đến Trái đất) không đến từ các sao chổi băng giá mà đến từ các tiểu hành tinh đá. Nghiên cứu mới của chúng tôi đã phát hiện ra rằng ngay cả những thiên thạch có quỹ đạo dường như đến từ xa hơn nhiều, trên thực tế, là từ các tiểu hành tinh được ném đơn giản vào quỹ đạo lạ.
Chúng tôi đã tìm kiếm các bản ghi sáu năm của Mạng Quả cầu lửa Sa mạc, quét vùng hẻo lánh của Úc để tìm các thiên thạch rực lửa trên bầu trời. Không có gì chúng tôi tìm thấy đến từ sao chổi.
Điều đó có nghĩa là trong số hàng chục nghìn thiên thạch trong các bộ sưu tập trên khắp thế giới, có lẽ không có thiên thạch nào đến từ sao chổi, để lại một lỗ hổng đáng kể trong hiểu biết của chúng ta về Hệ Mặt trời.
Khi Hệ Mặt trời hình thành hơn 4,5 tỷ năm trước, một đĩa bụi và mảnh vụn xoay quanh Mặt trời.
Theo thời gian, vật chất này kết tụ lại với nhau, tạo thành các thiên thể ngày càng lớn hơn, một số lớn đến mức chúng cuốn trôi mọi thứ khác trên quỹ đạo của chúng và trở thành các hành tinh.
Tuy nhiên, một số mảnh vỡ đã tránh được số phận này và vẫn trôi nổi cho đến ngày nay. Theo truyền thống, các nhà khoa học phân loại các vật thể này thành hai nhóm: sao chổi và tiểu hành tinh.
Các tiểu hành tinh cứng hơn và khô hơn vì chúng được hình thành trong Hệ Mặt trời bên trong. Trong khi đó, sao chổi hình thành ở xa hơn, nơi các loại băng như nước đá, khí mê-tan hoặc carbon dioxide có thể duy trì ổn định, khiến chúng có thành phần “quả cầu tuyết bẩn”.
Cách tốt nhất để hiểu nguồn gốc và sự tiến hóa của Hệ Mặt trời của chúng ta là nghiên cứu những vật thể này. Nhiều sứ mệnh không gian đã được gửi đến các sao chổi và tiểu hành tinh trong vài thập kỷ qua. Nhưng những thứ này đắt tiền và chỉ có hai chiếc (Hayabusa và Hayabusa2) mang về thành công các mẫu thử.
Đọc thêm: Tàu vũ trụ Hayabusa2 chuẩn bị thả một mảnh tiểu hành tinh xuống vùng hẻo lánh của Australia
Một cách khác để nghiên cứu tài liệu này là ngồi và đợi nó đến với bạn. Nếu một mảnh vụn đi qua Trái đất và nó đủ lớn và mạnh để tồn tại khi va chạm với bầu khí quyển của chúng ta, thì nó sẽ hạ cánh dưới dạng thiên thạch.
Hầu hết những gì chúng ta biết về lịch sử của Hệ Mặt trời đều đến từ những tảng đá không gian kỳ lạ này. Tuy nhiên, không giống như các mẫu từ các sứ mệnh không gian, chúng tôi không biết chính xác chúng bắt nguồn từ đâu.
Thiên thạch đã gây tò mò trong nhiều thế kỷ, nhưng mãi đến đầu thế kỷ 19, chúng mới được xác định là ngoài trái đất. Người ta suy đoán rằng chúng đến từ núi lửa mặt trăng, hoặc thậm chí từ các hệ sao khác.
Ngày nay chúng ta biết rằng tất cả các thiên thạch đều đến từ các thiên thể nhỏ trong Hệ Mặt trời của chúng ta. Nhưng câu hỏi lớn còn lại là: tất cả chúng đều đến từ các tiểu hành tinh hay một số đến từ sao chổi?
Đọc thêm: Bụi tiểu hành tinh mang đến Trái đất có thể giải thích nguồn nước của chúng ta đến từ đâu với dấu vết của hydro
Tổng cộng, các nhà khoa học trên thế giới đã thu thập được hơn 60.000 thiên thạch, chủ yếu từ các vùng sa mạc như Nam Cực hay đồng bằng Nullarbor ở Úc.
Bây giờ chúng ta biết rằng hầu hết trong số này đến từ vành đai tiểu hành tinh chính, khu vực nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc.
Nhưng liệu một số trong số chúng có thể không đến từ các tiểu hành tinh, mà từ các sao chổi có nguồn gốc từ những vùng xa xôi của Hệ Mặt trời? Những thiên thạch đó sẽ như thế nào và chúng ta sẽ tìm thấy chúng như thế nào?
May mắn thay, chúng ta có thể chủ động tìm kiếm thiên thạch, thay vì hy vọng tình cờ bắt gặp một thiên thạch nằm trên mặt đất. Khi một tảng đá vũ trụ rơi qua bầu khí quyển (ở giai đoạn này, nó được gọi là sao băng), nó bắt đầu nóng lên và phát sáng, đó là lý do tại sao thiên thạch có biệt danh là “sao băng”.
Những thiên thạch lớn nhất (đường kính ít nhất hàng chục centimet) tỏa sáng đủ sáng để được gọi là “quả cầu lửa”. Và bằng cách đặt camera trên bầu trời để phát hiện chúng, chúng ta có thể theo dõi và phục hồi các thiên thạch thu được.
Mạng lớn nhất như vậy là Mạng quả cầu lửa sa mạc, có khoảng 50 camera bao phủ hơn 2,5 triệu km2 vùng hẻo lánh của Úc.
Dữ liệu từ mạng đã dẫn đến việc thu hồi sáu thiên thạch ở Úc và hai thiên thạch khác ở nước ngoài. Ngoài ra, bằng cách theo dõi đường bay của một quả cầu lửa trong bầu khí quyển, chúng ta không chỉ có thể dự đoán đường đi của nó về phía trước để tìm nơi nó hạ cánh, mà còn có thể quay ngược lại để tìm ra quỹ đạo của nó trước khi nó đến đây.
Nghiên cứu của chúng tôi, được công bố trên Tạp chí Khoa học Hành tinh, đã kiểm tra mọi quả cầu lửa được DFN theo dõi từ năm 2014 đến năm 2020, tìm kiếm các thiên thạch sao chổi có thể có. Tổng cộng, có 50 quả cầu lửa đến từ quỹ đạo giống như sao chổi không liên quan đến mưa sao băng.
Thật bất ngờ, mặc dù thực tế là chỉ dưới 4% mảnh vụn lớn nhất đến từ các quỹ đạo giống như sao chổi, nhưng không có vật liệu nào thể hiện thành phần hóa học “quả cầu tuyết bẩn” đặc biệt của vật chất sao chổi thực sự.
Chúng tôi kết luận rằng các mảnh vỡ từ sao chổi vỡ ra và phân hủy ngay cả trước khi nó gần trở thành thiên thạch. Đổi lại, điều này có nghĩa là các thiên thạch sao chổi không được đại diện trong số hàng chục nghìn vật thể trong bộ sưu tập thiên thạch của thế giới.
Câu hỏi tiếp theo là: nếu tất cả các thiên thạch đều là tiểu hành tinh, thì làm thế nào mà một số trong số chúng lại có quỹ đạo giống sao chổi kỳ lạ như vậy?
Để điều này có thể xảy ra, các mảnh vỡ từ vành đai tiểu hành tinh chính phải bị ném ra khỏi quỹ đạo ban đầu của nó do va chạm, va chạm gần do hấp dẫn hoặc một số cơ chế khác.
Các thiên thạch đã cho chúng ta những hiểu biết sâu sắc nhất về sự hình thành và tiến hóa của hệ mặt trời. Tuy nhiên, rõ ràng là những mẫu này chỉ đại diện cho một phần của toàn bộ bức tranh. Nó chắc chắn tạo ra một trường hợp cho một nhiệm vụ trả lại mẫu cho một sao chổi. Nó cũng là minh chứng cho kiến thức mà chúng ta có thể thu được từ việc theo dõi các quả cầu lửa và thiên thạch mà đôi khi chúng để lại.
