Các nhà khoa học tin rằng hai tiểu hành tinh có thể là những mảnh vỡ của "phôi hành tinh" đã mất từ lâu từ thời kỳ đầu của hệ mặt trời.
Những phôi này, nằm giữa các hành tinh nhỏ và các hành tinh đã hình thành hoàn chỉnh, rất nhiều trong các giai đoạn hình thành của hệ mặt trời và đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành hành tinh. Hai tiểu hành tinh trong vành đai tiểu hành tinh chính giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, (246) Asporina và (4125) Lew Allen, là chủ đề của một nghiên cứu mới phát hiện ra rằng chúng có thể là những mảnh còn sót lại từ những phôi thai này được hình thành trong những ngày đầu tiên của khu vực vũ trụ lân cận của chúng ta.
"Chúng tôi đã xác định được hai tiểu hành tinh lớn có các đặc điểm quang phổ tương tự như angrit [một số thiên thạch lâu đời nhất của hệ mặt trời, được cho là có nguồn gốc từ các hành tinh nhỏ], cho thấy những tiểu hành tinh này có thể là một trong những tàn tích cổ xưa nhất của một hành tinh hình thành sớm trong hệ mặt trời ban đầu", Ben Rider-Stokes, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Mở, nói với Space.com "Điều này cung cấp bằng chứng cho thấy angrit thực sự có thể liên quan đến các mảnh vỡ của phôi thai hành tinh ban đầu, một số trong số đó có thể đã đóng góp vật chất cho các hành tinh đất đá."
Angrite là một nhóm thiên thạch riêng biệt, đặc trưng bởi các khoáng chất bazan chứa olivin và các dấu hiệu đồng vị độc đáo (như đồng vị oxy, magiê và crom) và tỷ lệ nguyên tố cho thấy chúng chỉ có thể hình thành trong hệ mặt trời bên trong.
"Angrite là một nhóm nhỏ các thiên thạch cổ đại hình thành trong vài triệu năm đầu tiên của lịch sử hệ mặt trời, ghi lại thông tin về các quá trình ban đầu của hệ mặt trời", Rider cho biết. "Do đó, việc xác định nguồn gốc của các mẫu vật này là mối quan tâm chính để xác định một tiểu hành tinh cổ đại có thể là một trong những tiểu hành tinh hình thành sớm nhất. [Tuy nhiên,] các mảnh vỡ thu được từ sự phá vỡ của chúng không dễ dàng nhận thấy trong hệ mặt trời hiện đại.
Các nhà khoa học trước đây đã gợi ý rằng một thiên thể mẹ angrite có thể là tàn tích từ một phôi hành tinh ban đầu. Tuy nhiên, bằng chứng về thiên thể này rất ít, có khả năng đã bị mất khi nó hợp nhất với các thiên thể nhỏ khác trong giai đoạn phát triển nhanh chóng trong hệ mặt trời ban đầu.
"Không có tiểu hành tinh cụ thể nào hoặc họ tiểu hành tinh nào được xác định là [thiên thể mẹ agrite]", Rider và các đồng nghiệp của ông đã viết trong bài báo được công bố trên tạp chí Icarus. "Bản chất lửa của các thiên thạch ngụ ý rằng thiên thể mẹ của chúng đủ lớn để duy trì một thời gian dài hoạt động magma, nhưng kích thước của [thiên thể mẹ] vẫn còn gây tranh cãi".
Các ước tính đã được đưa ra bằng cách so sánh bản chất của angrite với các thiên thạch howardite-eucrite-diogenite (HED), có nguồn gốc từ thiên thể mẹ Vesta, có bán kính lớn hơn 162 dặm (260 km).
Các nhà khoa học bắt đầu phân tích quang phổ UV-Vis-NIR của mười thiên thạch angrite đã biết rơi xuống Trái Đất và so sánh chúng với quang phổ của 712 tiểu hành tinh đã được ghi nhận. "Chúng tôi có một bộ sưu tập lớn các mẫu thiên thạch cổ đại với thành phần hóa học, thành phần đồng vị và khoáng vật học khác nhau, những khác biệt này chỉ ra các thiên thể mẹ riêng biệt hoặc các tiểu hành tinh hoặc hành tinh mẹ", Rider cho biết.
Kỹ thuật này kiểm tra cách vật liệu tương tác với ánh sáng — các vật liệu khác nhau hấp thụ hoặc phản xạ ánh sáng ở các bước sóng riêng biệt, tạo ra quang phổ hoặc "dấu vân tay" độc đáo tiết lộ thông tin quan trọng về thành phần của vật liệu.
Bằng cách so sánh quang phổ của angrite và các tiểu hành tinh, nhóm nghiên cứu đã có thể xác định được các thành phần tương tự, thu hẹp nguồn gốc tiềm ẩn của angrite và có thể xác định chính xác tiểu hành tinh nào, nếu có, có thể là tàn tích của thiên thể hành tinh được tìm kiếm từ lâu.
"Đơn giản là, bước sóng của ánh sáng phản xạ trở lại từ một bề mặt (một tiểu hành tinh hoặc thiên thạch) sẽ cho thấy các đỉnh và đáy đặc biệt do sự khác biệt về thành phần khoáng vật và hóa học", Rider giải thích. "Bước sóng của thiên thạch và tiểu hành tinh do đó có thể được so sánh và khớp nhau."
"Sự gia tăng tính đa dạng giữa các bộ sưu tập thiên thạch trên Trái đất đã cho phép đánh giá các khoáng vật học ngoài Trái đất trong bối cảnh rộng hơn," ông tiếp tục. "Sự gia tăng tính đa dạng này, do có nhiều phát hiện về thiên thạch hơn, làm tăng khả năng xác định một tiểu hành tinh có khoáng vật học tương tự như mẫu thiên thạch. Điều này thúc đẩy nghiên cứu tìm ra một tiểu hành tinh tương tự cho [...] một angrite."
Ban đầu, nhóm nghiên cứu tìm thấy sự trùng khớp về quang phổ với các tiểu hành tinh (246) Asporina, (4490) Bambery, (4125) Lew Allen và (136617) 1994 CC, đồng thời tìm thấy sự trùng khớp tương đương trong thành phần khoáng vật của chúng (mặc dù không có thành phần khoáng vật học nào có sẵn cho (136617) 1994 CC).
Những sự trùng khớp nhất quán hơn giữa (246) Asporina và (4125) Lew Allen với các angrite đã nguội — những angrite nguội nhanh, bảo quản khoáng chất ở trạng thái nhiệt độ cao — và các angrite trung gian — nguội ở tốc độ vừa phải, cho phép hình thành khoáng chất dần dần hơn — đã giúp xác định hai angrite này là ứng cử viên thiên thể mẹ tốt nhất.
Do sự khác biệt về quỹ đạo của chúng, nhóm nghiên cứu tin rằng có khả năng chúng có nguồn gốc từ các tiểu hành tinh mẹ khác nhau. Với việc (246) Asporina là thiên thể lớn nhất (mặc dù có đường kính khoảng 32 dặm (50,9 km), nó vẫn nhỏ hơn đáng kể so với kích thước dự đoán của thiên thể mẹ) và sở hữu cấu trúc dải cực kỳ giống với thiên thể angrite NWA 10463, nhóm nghiên cứu cho rằng rất có thể (246) Asporina đại diện cho một mảnh vỡ đáng kể của một thiên thể cổ đại, đã mất từ lâu ở đâu đó giữa kích thước của mặt trăng hoặc sao Hỏa.
Các câu chuyện liên quan:
— Tiểu hành tinh là gì?
— Tiểu hành tinh gần đây đã ghé thăm Trái đất có thể là một mảnh của mặt trăng
— Hệ mặt trời sơ khai là nghiên cứu thiên thạch hình bánh rán cho thấy
Có khả năng là thiên thể angrite mẹ ban đầu đã bị phá hủy thảm khốc trong thời kỳ hỗn loạn của hệ mặt trời sơ khai, hoặc kích thước dự đoán cũng có thể đã bị ước tính quá cao. Rider nói thêm: "Một số tiểu hành tinh quá nhỏ để ánh sáng có thể phản xạ trở lại và được ghi lại trên Trái đất, vì vậy có thể có nhiều mảnh nhỏ hơn có thành phần khoáng vật tương tự như thiên thạch". "Một [thách thức] khác là quá trình phong hóa trên cạn (tức là rỉ sét) của các thiên thạch ảnh hưởng đến khoáng vật học của chúng và do đó có thể cản trở việc khớp quang phổ."
Khi thu thập được nhiều dữ liệu hơn, chúng không chỉ cung cấp câu trả lời rõ ràng hơn cho các lực định hình hệ mặt trời của chúng ta mà còn nâng cao hiểu biết của chúng ta về sự hình thành, thành phần và vai trò tiến hóa của các tiểu hành tinh — cung cấp những hiểu biết quan trọng về giai đoạn đầu của quá trình phát triển hành tinh.
Nghiên cứu về hai tiểu hành tinh này đã được được công bố trên tạp chí Icarus.
Những phôi này, nằm giữa các hành tinh nhỏ và các hành tinh đã hình thành hoàn chỉnh, rất nhiều trong các giai đoạn hình thành của hệ mặt trời và đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành hành tinh. Hai tiểu hành tinh trong vành đai tiểu hành tinh chính giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, (246) Asporina và (4125) Lew Allen, là chủ đề của một nghiên cứu mới phát hiện ra rằng chúng có thể là những mảnh còn sót lại từ những phôi thai này được hình thành trong những ngày đầu tiên của khu vực vũ trụ lân cận của chúng ta.
"Chúng tôi đã xác định được hai tiểu hành tinh lớn có các đặc điểm quang phổ tương tự như angrit [một số thiên thạch lâu đời nhất của hệ mặt trời, được cho là có nguồn gốc từ các hành tinh nhỏ], cho thấy những tiểu hành tinh này có thể là một trong những tàn tích cổ xưa nhất của một hành tinh hình thành sớm trong hệ mặt trời ban đầu", Ben Rider-Stokes, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Mở, nói với Space.com "Điều này cung cấp bằng chứng cho thấy angrit thực sự có thể liên quan đến các mảnh vỡ của phôi thai hành tinh ban đầu, một số trong số đó có thể đã đóng góp vật chất cho các hành tinh đất đá."
Angrite là một nhóm thiên thạch riêng biệt, đặc trưng bởi các khoáng chất bazan chứa olivin và các dấu hiệu đồng vị độc đáo (như đồng vị oxy, magiê và crom) và tỷ lệ nguyên tố cho thấy chúng chỉ có thể hình thành trong hệ mặt trời bên trong.
"Angrite là một nhóm nhỏ các thiên thạch cổ đại hình thành trong vài triệu năm đầu tiên của lịch sử hệ mặt trời, ghi lại thông tin về các quá trình ban đầu của hệ mặt trời", Rider cho biết. "Do đó, việc xác định nguồn gốc của các mẫu vật này là mối quan tâm chính để xác định một tiểu hành tinh cổ đại có thể là một trong những tiểu hành tinh hình thành sớm nhất. [Tuy nhiên,] các mảnh vỡ thu được từ sự phá vỡ của chúng không dễ dàng nhận thấy trong hệ mặt trời hiện đại.
Các nhà khoa học trước đây đã gợi ý rằng một thiên thể mẹ angrite có thể là tàn tích từ một phôi hành tinh ban đầu. Tuy nhiên, bằng chứng về thiên thể này rất ít, có khả năng đã bị mất khi nó hợp nhất với các thiên thể nhỏ khác trong giai đoạn phát triển nhanh chóng trong hệ mặt trời ban đầu.
"Không có tiểu hành tinh cụ thể nào hoặc họ tiểu hành tinh nào được xác định là [thiên thể mẹ agrite]", Rider và các đồng nghiệp của ông đã viết trong bài báo được công bố trên tạp chí Icarus. "Bản chất lửa của các thiên thạch ngụ ý rằng thiên thể mẹ của chúng đủ lớn để duy trì một thời gian dài hoạt động magma, nhưng kích thước của [thiên thể mẹ] vẫn còn gây tranh cãi".
Các ước tính đã được đưa ra bằng cách so sánh bản chất của angrite với các thiên thạch howardite-eucrite-diogenite (HED), có nguồn gốc từ thiên thể mẹ Vesta, có bán kính lớn hơn 162 dặm (260 km).
Các nhà khoa học bắt đầu phân tích quang phổ UV-Vis-NIR của mười thiên thạch angrite đã biết rơi xuống Trái Đất và so sánh chúng với quang phổ của 712 tiểu hành tinh đã được ghi nhận. "Chúng tôi có một bộ sưu tập lớn các mẫu thiên thạch cổ đại với thành phần hóa học, thành phần đồng vị và khoáng vật học khác nhau, những khác biệt này chỉ ra các thiên thể mẹ riêng biệt hoặc các tiểu hành tinh hoặc hành tinh mẹ", Rider cho biết.
Kỹ thuật này kiểm tra cách vật liệu tương tác với ánh sáng — các vật liệu khác nhau hấp thụ hoặc phản xạ ánh sáng ở các bước sóng riêng biệt, tạo ra quang phổ hoặc "dấu vân tay" độc đáo tiết lộ thông tin quan trọng về thành phần của vật liệu.
Bằng cách so sánh quang phổ của angrite và các tiểu hành tinh, nhóm nghiên cứu đã có thể xác định được các thành phần tương tự, thu hẹp nguồn gốc tiềm ẩn của angrite và có thể xác định chính xác tiểu hành tinh nào, nếu có, có thể là tàn tích của thiên thể hành tinh được tìm kiếm từ lâu.
"Đơn giản là, bước sóng của ánh sáng phản xạ trở lại từ một bề mặt (một tiểu hành tinh hoặc thiên thạch) sẽ cho thấy các đỉnh và đáy đặc biệt do sự khác biệt về thành phần khoáng vật và hóa học", Rider giải thích. "Bước sóng của thiên thạch và tiểu hành tinh do đó có thể được so sánh và khớp nhau."
"Sự gia tăng tính đa dạng giữa các bộ sưu tập thiên thạch trên Trái đất đã cho phép đánh giá các khoáng vật học ngoài Trái đất trong bối cảnh rộng hơn," ông tiếp tục. "Sự gia tăng tính đa dạng này, do có nhiều phát hiện về thiên thạch hơn, làm tăng khả năng xác định một tiểu hành tinh có khoáng vật học tương tự như mẫu thiên thạch. Điều này thúc đẩy nghiên cứu tìm ra một tiểu hành tinh tương tự cho [...] một angrite."
Ban đầu, nhóm nghiên cứu tìm thấy sự trùng khớp về quang phổ với các tiểu hành tinh (246) Asporina, (4490) Bambery, (4125) Lew Allen và (136617) 1994 CC, đồng thời tìm thấy sự trùng khớp tương đương trong thành phần khoáng vật của chúng (mặc dù không có thành phần khoáng vật học nào có sẵn cho (136617) 1994 CC).
Những sự trùng khớp nhất quán hơn giữa (246) Asporina và (4125) Lew Allen với các angrite đã nguội — những angrite nguội nhanh, bảo quản khoáng chất ở trạng thái nhiệt độ cao — và các angrite trung gian — nguội ở tốc độ vừa phải, cho phép hình thành khoáng chất dần dần hơn — đã giúp xác định hai angrite này là ứng cử viên thiên thể mẹ tốt nhất.
Do sự khác biệt về quỹ đạo của chúng, nhóm nghiên cứu tin rằng có khả năng chúng có nguồn gốc từ các tiểu hành tinh mẹ khác nhau. Với việc (246) Asporina là thiên thể lớn nhất (mặc dù có đường kính khoảng 32 dặm (50,9 km), nó vẫn nhỏ hơn đáng kể so với kích thước dự đoán của thiên thể mẹ) và sở hữu cấu trúc dải cực kỳ giống với thiên thể angrite NWA 10463, nhóm nghiên cứu cho rằng rất có thể (246) Asporina đại diện cho một mảnh vỡ đáng kể của một thiên thể cổ đại, đã mất từ lâu ở đâu đó giữa kích thước của mặt trăng hoặc sao Hỏa.
Các câu chuyện liên quan:
— Tiểu hành tinh là gì?
— Tiểu hành tinh gần đây đã ghé thăm Trái đất có thể là một mảnh của mặt trăng
— Hệ mặt trời sơ khai là nghiên cứu thiên thạch hình bánh rán cho thấy
Có khả năng là thiên thể angrite mẹ ban đầu đã bị phá hủy thảm khốc trong thời kỳ hỗn loạn của hệ mặt trời sơ khai, hoặc kích thước dự đoán cũng có thể đã bị ước tính quá cao. Rider nói thêm: "Một số tiểu hành tinh quá nhỏ để ánh sáng có thể phản xạ trở lại và được ghi lại trên Trái đất, vì vậy có thể có nhiều mảnh nhỏ hơn có thành phần khoáng vật tương tự như thiên thạch". "Một [thách thức] khác là quá trình phong hóa trên cạn (tức là rỉ sét) của các thiên thạch ảnh hưởng đến khoáng vật học của chúng và do đó có thể cản trở việc khớp quang phổ."
Khi thu thập được nhiều dữ liệu hơn, chúng không chỉ cung cấp câu trả lời rõ ràng hơn cho các lực định hình hệ mặt trời của chúng ta mà còn nâng cao hiểu biết của chúng ta về sự hình thành, thành phần và vai trò tiến hóa của các tiểu hành tinh — cung cấp những hiểu biết quan trọng về giai đoạn đầu của quá trình phát triển hành tinh.
Nghiên cứu về hai tiểu hành tinh này đã được được công bố trên tạp chí Icarus.
