Thiên thể khổng lồ Theia từng va chạm với Trái đất hơn 4,4 tỷ năm về trước, nghiên cứu

Giúp NTDVN sửa lỗi

Các nhà khoa học cho rằng mặt trăng, vệ tinh duy nhất của hành tinh chúng ta, có thể được sinh ra do một vụ va chạm thiên thể. Một thiên thể cỡ sao Hỏa tên là Theia đã va chạm với Trái đất hơn 4,4 tỷ năm trước.

Tuy nhiên, các tác giả của nghiên cứu mới cho biết có một số vấn đề xảy ra khác hơn so với kịch bản va chạm thông thường, dẫn đến một sự kiện thảm khốc chưa từng có.

"Mặt trăng có thể được tạo ra là do sự va chạm giữa các hành tinh, không phải xuất hiện trước khi có Trái đất, vì mặt trăng có cấu tạo đồng vị gần như giống hệt Trái đất", tác giả chính Erik Asphaug, giáo sư tại Phòng thí nghiệm Mặt trăng và Hành tinh (LPL) của Đại học Arizona, cho biết trong một tuyên bố.

Mặt trăng được cho là hình thành từ các mảnh vỡ của một vụ va chạm khổng lồ. Theo một lý thuyết mới, đã có hai vụ va chạm khổng lồ liên tiếp, cách nhau 100.000 đến một triệu năm, liên quan đến một thiên thể có kích thước bằng sao Hỏa có tên là Theia và proto-Earth (tiền Trái đất). 

Trong hình ảnh này, quá trình xảy ra vụ va chạm được mô phỏng dưới dạng 3D, hiển thị khoảng một giờ sau khi va chạm. Hình cắt bỏ cho thấy các lõi sắt. Theia (hoặc hầu hết nó) hầu như không thoát ra ngoài, vì vậy có khả năng xảy ra va chạm tiếp theo.
Trong hình ảnh này, quá trình xảy ra vụ va chạm được mô phỏng dưới dạng 3D, hiển thị khoảng một giờ sau khi va chạm. (Ảnh: A. Emsenhuber / Đại học Bern / Đại học Munich)

Giáo sư Asphaug và các cộng sự triển khai mô phỏng máy tính về vụ va chạm khổng lồ và đưa ra giả thuyết về nguồn gốc Mặt trăng mà nhóm cho là phù hợp hơn: Theia và tiền Trái đất đã va chạm với tốc độ nhanh hơn nhận định trước đây, tạo ra va chạm ban đầu rồi tách ra ngay để tạo tiền đề cho một va chạm khác của 2 thiên thể trong khoảng 100.000 đến một triệu năm sau đó.

Asphaug nói: “Vụ va chạm phức tạp trộn lẫn nhiều thứ hơn là một sự kiện đơn lẻ, điều này có thể giải thích cho sự giống nhau về đồng vị của Trái đất và Mặt trăng”.

Những vụ va chạm rồi tách ra ngay không chỉ xảy ra với Trái đất - Mặt trăng sơ khai mà còn với nhiều hành tinh khác trong vòng trong của Hệ Mặt trời thuở sơ khai.

Trái đất ngăn chặn thiên thạch va chạm với sao Kim

Trong bài báo mới đây, các nhà khoa học cũng đã mô hình hóa các vụ va chạm thảm khốc bên trong Hệ mặt trời, cho biết những va chạm đó ảnh hưởng như thế nào đến việc hình thành của các hành tinh và quỹ đạo của các vật thể theo thời gian. Họ phát hiện rằng Trái đất có thể được xem như một loại lá chắn cho sao Kim, gánh chịu gánh nặng của những lực va chạm đầu tiên. Những va chạm ban đầu đó đã làm giảm tốc độ và lực tác động đối với Sao Kim.

Emsenhuber, người thực hiện nghiên cứu trong thời gian nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Asphaug tại LPL và hiện đang làm việc tại Đại học Ludwig Maximilian ở Munich, Đức cho biết: “Nhưng đó không phải là những gì chúng tôi tìm thấy. Chúng tôi nhận thấy chúng thường xuyên trở thành một phần của Sao Kim, thay vì quay trở lại Trái đất. Việc đi từ Trái đất đến Sao Kim dễ dàng hơn so với ngược lại". (Điều này là do sao Kim nằm gần mặt trời hơn, có lực hấp dẫn mạnh mẽ hút các vật thể vào trong).

Asphaug nói: “Chúng ta sẽ nghĩ rằng Trái đất được tạo thành từ nhiều vật chất hơn từ vòng  ngoài vũ trụ bởi vì nó ở phía bên ngoài Hệ mặt trời hơn so với sao Kim. Nhưng trên thực tế,  việc Trái đất đóng vai trò tiên phong này, nó vẫn làm cho sao Kim có khả năng tích tụ nhiều vật chất từ bên ngoài hệ Mặt trời hơn".

Cả hai nghiên cứu mới do Asphaug dẫn đầu và nghiên cứu do Emsenhuber dẫn đầu - đã được công bố trực tuyến vào thứ Năm (24 tháng 9) trên Tạp chí Khoa học Hành tinh.

Ngọc Mai



BÀI CHỌN LỌC

Thiên thể khổng lồ Theia từng va chạm với Trái đất hơn 4,4 tỷ năm về trước, nghiên cứu