Phát hiện tiểu hành tinh có khả năng đâm vào Trái đất

Giúp NTDVN sửa lỗi

NASA cho biết tiểu hành tinh Bennu có khả năng va chạm vào Trái đất cao hơn so với thời gian dự kiến là 300 năm tới. Tiểu hành tinh này là một trong những thiên thể có nhiều khả năng va vào Trái đất nhất. Điều này thực sự có ý nghĩa  đối với tương lai của chúng ta.

Bennu là một tiểu hành tinh hình chóp đã tồn tại trong hàng trăm triệu năm chứa đầy các tảng đá vụn. Hành tinh này quay quanh Mặt trời một cách tương đối cô lập. Tiểu hành tinh Bennu, rộng khoảng 1,6km/3  ở đường xích đạo của nó, không gây ra mối đe dọa gì ngay lập tức cho hành tinh của chúng ta. Nhưng hàng trăm năm nữa, có một khả năng là Bennu có thể đâm vào Trái đất.

Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí khoa học Icarus, các nhà khoa học đã sử dụng dữ liệu từ tàu vũ trụ OSIRIS-REx của NASA để tính toán chính xác quỹ đạo của Bennu và khoảng cách trong tương lai của nó với hành tinh Trái đất của chúng ta. Sau đó, các nhà nghiên cứu phân tích nguy cơ va chạm trong khoảng thời gian từ nay đến năm 2300. Nghiên cứu cho thấy khả năng xảy ra va chạm trong tương lai là 1/1.750 trong vòng ba thế kỷ tới, xác suất cao hơn một chút so với ước tính trước đây.

Theo ước tính gần như tất cả các cuộc chạm trán rủi ro nhất với Bennu sẽ xảy ra vào cuối những năm 2100 và đầu những năm 2200, thời điểm tiểu hành tinh tiếp cận Trái đất gần nhất sẽ xảy ra vào chiều ngày 24 tháng 9 năm 2182. Vào thứ Ba đó, Bennu có khoảng 1/ 2.700 cơ hội va vào Trái đất. 

 Theo dự tính cuộc chạm trán rủi ro nhất của Trái đất với Bennu sẽ xảy ra vào cuối những năm 2100 và đầu những năm 2200.
Theo dự tính cuộc chạm trán rủi ro nhất của Trái đất với Bennu sẽ xảy ra vào cuối những năm 2100 và đầu những năm 2200. Ảnh minh hoạ: Pixabay

Các nhà nghiên cứu - do Davide Farnocchia, một kỹ sư điều hướng tại Phòng thí nghiệm Lực đẩy Phản lực của NASA dẫn đầu - đã ước tính ra cách xác định chính xác khoảng cách của Bennu từ Trái đất vào khoảng thời gian  từ năm 2019 đến năm 2020. Mức độ chính xác đó giống như đo khoảng cách giữa Tòa nhà Empire State và Tháp Eiffel trong phạm vi vài phần nghìn km.

“Bennu cho đến nay là tiểu hành tinh có đặc điểm quỹ đạo ổn định tốt nhất trong Hệ mặt trời”, nhà khoa học hành tinh Dante Lauretta của Đại học Arizona, điều tra viên chính của OSIRIS-REx và là tác giả cao cấp của nghiên cứu cho biết. “Chúng tôi có thể xác định được vị trí của nó sẽ ở đâu trong hơn 100 năm tới, trong vòng vài mét. Không có vật thể nào trong Hệ mặt trời luôn vận chuyển đúng quỹ đạo của nó một cách chính xác không chút sai lệch, ngay cả Trái đất”.

Nhà khoa học hành tinh Amy Mainzer của Đại học Arizona, một chuyên gia về các tiểu hành tinh gần Trái đất, người không tham gia vào nghiên cứu, đã ca ngợi các tính toán "hoàn toàn là găng tay trắng" của nhóm. Bà nói: “Nếu muốn, bạn có thể dự đoán một tiểu hành tinh sẽ đi đến đâu trong tương lai, thì dự đoán đó hoàn toàn được xác định bởi mức độ bạn có thể đo được vị trí của nó hôm nay. Nhóm này đã thực hiện một phép đo cực kỳ chính xác”.

Mặc dù khả năng va chạm cao hơn một chút, nhưng rủi ro từ Bennu sẽ không khiến bất kỳ ai phải lo lắng tới mất ngủ vào ban đêm. Có hơn 99,9% khả năng Bennu sẽ không va vào Trái đất trong ba thế kỷ tới và một tác động từ Bennu sẽ không gây ra tuyệt chủng hàng loạt như vụ va chạm Chicxulub giết chết loài khủng long 66 triệu năm trước. Tiểu hành tinh đó có lẽ rộng khoảng gần 10Km.

Mặc dù vậy, vẫn có khả năng xảy ra một vụ va chạm tàn khốc với Bennu trong khu vực nào đó. Vụ va chạm sẽ phát ra năng lượng của hơn 1,1 tỷ tấn TNT, gấp gần hai triệu lần năng lượng của vụ nổ cảng kinh hoàng năm ngoái ở Beirut, Lebanon.

Xác định tiểu hành tinh

Kể từ khi phát hiện ra Bennu vào tháng 9 năm 1999, các nhà thiên văn học đã cẩn thận theo dõi quỹ đạo của tiểu hành tinh bằng kính thiên văn trên mặt đất, bao gồm cả Đài quan sát Arecibo mang tính biểu tượng của Puerto Rico, nhưng hiện đã bị hỏng. Những dữ liệu này cho phép các nhà thiên văn dự đoán vị trí tương lai của Bennu một cách chính xác trong thế kỷ tới.

Bennu là một tiểu hành tinh tiềm ẩn nguy hiểm với Trái đất trong tương lai.
Bennu là một tiểu hành tinh tiềm ẩn nguy hiểm với Trái đất trong tương lai. Ảnh minh hoạ: Pixabay

Bennu được phân loại là "tiểu hành tinh tiềm ẩn nguy hiểm", có nghĩa là vật thể này rộng hơn740.29,82km và về mặt lý thuyết có thể đến cách Trái đất khoảng 64.373,76km . Một nghiên cứu năm 2014 cho thấy tiểu hành tinh có khoảng 0,037% khả năng va chạm với Trái đất trong khoảng thời gian từ năm 2175 đến năm 2199.

Nhưng cho đến nay, các mô phỏng cho thấy có thể sẽ có vấn đề vào tháng 9 năm 2135. Các dự đoán trước đó cho thấy Bennu sẽ tiếp cận gần Trái đất  trong vòng 75.000 đến 330.000 dặm so với Trái đất vào năm 2135, có thể đưa tiểu hành tinh gần Trái đất hơn mặt trăng. Bennu thực tế không có cơ hội va vào Trái đất khi đó, nhưng tùy thuộc vào thời điểm và vị trí chính xác mà Bennu tiến đến gần, lực hấp dẫn của hành tinh của chúng ta có thể điều chỉnh quỹ đạo của tiểu hành tinh đủ để nó có một cơ hội va chạm trong tương lai.

Các mô phỏng trên máy tính đã xác định được các khoảng không gian nhỏ mà Bennu sẽ phải đi qua để thiết lập tác động trong tương lai. Câu hỏi quan trọng là liệu quỹ đạo thực tế của Bennu vào năm 2135 có đi qua bất kỳ vị trí ước tính nào trong số này hay không. Trả lời câu hỏi đó đòi hỏi các nhà khoa học phải lập biểu đồ quỹ đạo hiện tại của Bennu và mọi thứ có thể ảnh hưởng đến con đường quỹ đạo tương lai mà nó đi qua với độ chính xác chưa từng có.

Con tàu vũ trụ OSIRIS-REx chạm đến bề mặt của Bennu vào cuối năm 2018, đây là lần đầu tiên của NASA và lần thứ ba của nhân loại đã lấy mẫu bề mặt của một tiểu hành tinh. Con tàu vũ trụ đã chụp được một mẫu đá cuội đầy bụi vào tháng 10 năm 2020, hiện đang trên đường trở về Trái đất để thả vật liệu quý giá xuống. 

Nhưng trước khi lấy được mẫu vật trên tiểu hành tinh, OSIRIS-REx đã mất gần hai năm quay quanh quỹ đạo và  khám phá ở một vài nơi rải rác khác.

Vì tàu vũ trụ đã phải mất quá nhiều thời gian để tiếp cận cùng với tiểu hành tinh, Farnocchia và các đồng nghiệp của ông có thể sử dụng dữ liệu từ OSIRIS-REx để lập biểu đồ chính xác vị trí của tiểu hành tinh. Cách tiếp cận của họ mang hình thức giống như giải một bài toán lượng giác trung học: Nếu có thể tính khoảng cách từ OSIRIS-REx đến Bennu và khoảng cách từ OSIRIS-REx đến Trái đất, thì có thể tìm ra khoảng cách giữa Trái đất và Bennu.

Các nhà nghiên cứu tập trung vào các giai đoạn khi họ đã xác định được vị trí của OSIRIS-REx so với Bennu trong phạm vi một mét (3,3 feet), dựa trên những hình ảnh mà tàu vũ trụ đang chụp trên bề mặt tiểu hành tinh. Sau đó, họ đo thời gian của tín hiệu vô tuyến được trao đổi giữa OSIRIS-REx và Trái đất trong vòng 15 phần tỷ giây.

Kết hợp những dữ liệu này có nghĩa là các nghiên cứu của Farnocchia có thể tính toán khoảng cách giữa Trái đất và Bennu trong phạm vi vài km, ở khoảng cách từ 83.685,89km đến hơn 32.347,81km.

Họ cũng sử dụng dữ liệu OSIRIS-REx để hạn chế một lực không hấp dẫn chính tác động lên Bennu, được gọi là hiệu ứng Yarkovsky. Khi ánh sáng mặt trời làm nóng bề mặt Bennu, bề mặt của tiểu hành tinh tái phát năng lượng khi nó nguội đi. Bởi vì Bennu luôn quay, kết quả thực là một lực đẩy tinh tế tác động lên tiểu hành tinh.

Nhóm của Farnocchia hiện có thể cung cấp chính xác về cách hiệu ứng Yarkovsky điều chỉnh quỹ đạo của Bennu theo thời gian. Trong một cuộc họp báo với NASA vào ngày 11 tháng 8, Farnocchia lưu ý rằng  trên Trái đất thì trọng lượng này là không đáng kể và điều đó đủ để khiến Bennu đi được một khoảng 284,63m/1 năm.

Hệ mặt trời trong thiên hà xoắn ốc

Nghiên cứu mới cho thấy vào năm 2135, Bennu sẽ nằm ở vị trí trong phạm vi khoảng 197.949,3km so với bề mặt Trái đất, một phạm vi chính xác hơn nhiều so với các ước tính trước đây. Mặc dù phát hiện này đã giúp giải quyết được nhiều câu hỏi đã được xác định trước đó, một số thắc mắc và các đường va chạm trong tương lai vẫn nằm trong biên độ sai số của quỹ đạo. 

Từ đó, các nhà nghiên cứu có thể xác định lại ước tính của họ về nguy cơ va chạm của Bennu.

Có thể trong tương lai quỹ đạo này sẽ không chính xác như dự đoán. Điều này nó không nằm ở bản thân tiểu hành tinh hay do phân tích dữ liệu từ tàu vũ trụ mà còn phụ thuộc vào sự tương tác của Hệ mặt trời.

Khi Farnocchia và các đồng nghiệp của mình chạy mô phỏng giả thuyết này, họ phải tính đến nhiều yếu tố, bao gồm cách ánh sáng mặt trời làm nóng Bennu và cách hàng trăm vật thể khác trong hệ mặt trời, thậm chí ở xa như sao Diêm Vương, kéo theo lực hấp dẫn đối với tiểu hành tinh. Vấn đề là, các nhà nghiên cứu phải ước tính khối lượng của hầu hết các vật thể trong một nhóm chính: 343 thiên thể lớn nhất trong vành đai tiểu hành tinh.

Lauretta nói: “Đối với tôi, các tiểu hành tinh có thể sẽ gây ra tác động nào đó cho Trái đất là một điều thật đáng kinh ngạc”.

Kết quả trong tương lai sẽ giúp tinh chỉnh những ước tính đó. Sứ mệnh Khảo sát Vật thể Gần Trái đất (NEO) sắp tới của NASA, dự kiến ​​khởi động vào năm 2026, là một kính viễn vọng không gian hồng ngoại được thiết kế để đo mức độ nhiệt của các tiểu hành tinh, ngoài ra có thể được sử dụng để ước tính kích thước của chúng. Kính thiên văn dự kiến ​​sẽ giúp chúng ta khám phá thêm hàng trăm nghìn tiểu hành tinh, cũng như cung cấp dữ liệu tốt hơn về các tiểu hành tinh đã được tìm thấy.

Mainzer, điều tra viên chính của NEO Surveyor cho biết: “ Chúng ta biết càng nhiều càng tốt về các tiểu hành tinh ngoài đó, điều đó giúp chúng ta có ước tính chính xác hơn về những gì có thể xảy ra”.

Mainzer và Lauretta nói thêm rằng việc gửi thêm tàu ​​vũ trụ đến nhiều tiểu hành tinh hơn sẽ giúp bản thân cũng như con tàu vũ trụ OSIRIS-REx có thể sẵn sàng tham gia vào hành động này. Vào tháng 9 năm 2023, tàu vũ trụ sẽ bay ngang qua Trái đất, thả một vật thể chứa đầy mẫu vật lấy từ tiểu hành tinh Bennu vào sa mạc Utah và tiếp tục hành trình xuyên qua Hệ mặt trời. Cho đến nay, các nhà nghiên cứu của Lauretta chỉ tìm thấy một mục tiêu tiếp theo khả thi cho OSIRIS-REx: tiểu hành tinh gần Trái đất Apophis, sẽ tiếp cận gần Trái đất vào tháng 4 năm 2029.

Trái đất sẽ an toàn với Apophis trong ít nhất 1 thế kỷ tới. Nhưng loại bỏ đi những rủi ro của nó đối với hành tinh của chúng ta, việc đến thăm những thế giới như Apophis sẽ mang đến cho các nhà khoa học những khung cảnh và địa hình hoàn toàn mới để khám phá cũng như hiểu biết rộng hơn về lịch sử của Hệ mặt trời.

Nhân loại cũng có hơn một thế kỷ để tiếp tục theo dõi rủi ro của Bennu đối với Trái đất và khắc phục rủi ro đó, nếu cần. Hiện các cơ quan vũ trụ đang thử nghiệm các quy trình và công nghệ cần thiết để vô hiệu hóa mối đe dọa của tiểu hành tinh. Vào năm 2022, tàu vũ trụ DART của NASA sẽ đâm vào một tiểu hành tinh rộng khoảng 170,86m quay quanh một tiểu hành tinh gần Trái đất, với mục tiêu thay đổi quỹ đạo của tiểu hành tinh.

Nếu loài người bị đe dọa bởi một vụ va chạm với tiểu hành tinh trong tương lai, thì các nhà khoa học sẽ sáng chế ra các phiên bản lớn hơn của những "tác động động học" này để đưa tiểu hành tinh vào quỹ đạo an toàn, miễn là chúng ta có thể biết trước ít nhất vài năm trước khi một vụ va chạm được dự đoán. Đối với những vật thể như Bennu, được phát hiện gần 200 năm trước khi có bất kỳ tác động tiềm tàng nào, Mainzer nói rằng loài người có “rất nhiều và rất nhiều và rất nhiều lựa chọn để đối phó”.

Ngọc Mai



BÀI CHỌN LỌC

Phát hiện tiểu hành tinh có khả năng đâm vào Trái đất