Mặt trăng nhỏ của Trái Đất có thể là một mảnh vỡ của khối đá cũ: Nghiên cứu mới cho thấy 2024 PT5 — một thiên thể nhỏ, nhiều đá được gọi là "mặt trăng nhỏ" trong quá trình phát hiện ra nó vào năm ngoái — có thể đã bị thổi bay khỏi mặt trăng trong một vụ va chạm lớn từ lâu, khiến nó trở thành mẫu vật thứ hai được biết đến di chuyển gần quỹ đạo Trái Đất.
Phát hiện này gợi ý về một quần thể ẩn giấu các mảnh vỡ của Mặt Trăng di chuyển gần Trái Đất.
"Nếu chỉ có một vật thể, thì đó sẽ là điều thú vị nhưng là một trường hợp ngoại lệ", Teddy Kareta, một nhà khoa học hành tinh tại Đài quan sát Lowell ở Arizona, cho biết vào tháng 3 tại Hội nghị Khoa học Mặt Trăng và Hành tinh thường niên lần thứ 56 ở Woodlands, Texas. "Nếu có hai, chúng tôi khá chắc chắn rằng đó là một quần thể."
Liên quan: Có bao nhiêu tiểu hành tinh đe dọa? Thật phức tạp.
Vào tháng 8 năm 2024, các nhà thiên văn học ở Nam Phi đã xác định được một loại đá mới, được gọi là 2024 PT5, đang di chuyển gần Trái đất. 2024 PT5 di chuyển chậm, với vận tốc tương đối chỉ 4,5 dặm/giờ (2 mét/giây), khiến nó trở thành mục tiêu mạnh cho Khảo sát vật thể gần Trái đất có thể tiếp cận (MANOS). Chỉ có chín tiểu hành tinh khác được nhìn thấy di chuyển chậm như vậy ở điểm tiếp cận gần nhất của chúng.
Kareta, cùng với nhà điều tra chính của MANOS là Nick Moskovitz, cũng tại Lowell, đã bị hấp dẫn bởi ý tưởng tìm thấy đá mặt trăng trong không gian ngay sau khi mảnh vỡ đầu tiên như vậy được xác định vào năm 2021. MANOS được thiết kế để săn lùng và mô tả các tiểu hành tinh gần Trái đất có thể dễ dàng ghé thăm nhất bằng tàu vũ trụ. Theo Kareta, điều đó có nghĩa là cuộc khảo sát này là lý tưởng để xem xét các mảnh vỡ của mặt trăng. Trong vòng một tuần sau khi phát hiện ra 2024 PT5, họ đã hướng Kính viễn vọng khám phá Lowell theo hướng của tảng đá vũ trụ này.
Sau khi nghiên cứu 2024 PT5 bằng cả dữ liệu khả kiến và cận hồng ngoại, họ kết luận rằng đây không phải là một tiểu hành tinh bình thường. Thành phần của nó được chứng minh là tương tự như thành phần của đá được đưa về Trái đất trong chương trình Apollo, cũng như một loại đá được Luna 24 của Liên Xô đưa về. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng 2024 PT5 có kích thước nhỏ — đường kính từ 26 đến 39 feet (8 đến 12 mét).
Kareta và các đồng nghiệp nghi ngờ rằng 2024 PT5 đã được khai quật khi có thứ gì đó đâm vào mặt trăng. Bằng cách nghiên cứu thành phần của tiểu hành tinh, họ hy vọng có thể liên kết vật liệu này với nguồn gốc của nó và thậm chí có thể xác định được hố va chạm chính của nó.
Sự kiện hình thành hố va chạm là một trong những quá trình quan trọng nhất định hình các thiên thể mà không có kiến tạo hoặc chất lỏng để định hình lại chúng. Nhưng các vụ va chạm có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều biến số khác nhau và việc hiểu chúng có thể là một thách thức. Việc đối chiếu các mảnh vỡ với hố va chạm của nó có thể cung cấp một cách khác để hiểu điều gì xảy ra khi hai thiên thể va chạm. Đó là lý do khiến việc xác định đá mặt trăng trong không gian trở nên hấp dẫn đến vậy.
"Giống như việc nhận ra một hiện trường vụ án có một loại bằng chứng hoàn toàn mới mà trước đây bạn không biết mình có", Kareta nói với Space.com qua email. "Nó có thể không giúp bạn giải quyết vụ án ngay lập tức, nhưng xét đến tầm quan trọng của nhiệm vụ, những chi tiết mới để so sánh luôn được hoan nghênh".
Kareta so sánh nó với hai chiếc ô tô trên đường cao tốc. Trái đất đang bùng cháy trên làn đường riêng của nó, trong khi 2024 PT5 chạy dọc theo đường đi bên trong, gần mặt trời hơn. Vào năm 2024, khối đá nhỏ bé này đã đổi hướng, rơi vào đường đi của Trái Đất với tốc độ gần như tương tự. Đến cuối tháng 9, nó đã di chuyển, dịch chuyển ra ngoài. Trái Đất đã bỏ nó lại phía sau, nhưng trên đường đua năng lượng mặt trời, cặp đôi này sẽ lại song song vào năm 2055, các nhà khoa học ước tính.
2024 PT5 là mảnh vỡ thứ hai của Mặt Trăng được các nhà nghiên cứu xác định. Một tảng đá nhỏ khác, Kamo'oalewa, đã được phát hiện trên Mặt Trăng vào năm 2021, năm năm sau khi phát hiện ra nó. Điều đó có thể ám chỉ đến một quần thể mới, ẩn náu ngay trước mắt.
Cả hai vật thể đều di chuyển trên quỹ đạo giống Trái Đất, nhưng chúng không có nhiều điểm chung khác. Kamo'oalewa lớn hơn và dường như đã bị các tia vũ trụ, bức xạ mặt trời và các quá trình khác tác động lâu hơn 2024 PT5. Điều đó có thể cho thấy nó đã ở trong không gian lâu hơn, Kareta cho biết.
Quỹ đạo của chúng cũng hơi khác một chút. Quỹ đạo bán vệ tinh của Kamo'oalewa giữ nó ở gần Trái Đất trong một số quỹ đạo liên tiếp, mặc dù nó không thực sự quay quanh hành tinh này. Không giống như PT5 2024 đổi làn, Kamo'oalewa giống một chiếc ô tô chạy lệch một làn, di chuyển với tốc độ gần như nhau.
Các nhà nghiên cứu đang cố gắng so sánh Kamo'oalewa với một miệng hố thiên thạch. Một nghiên cứu gần đây cho rằng nó có thể xuất phát từ một vụ va chạm tạo ra hố va chạm Giordano Bruno, một lưu vực va chạm rộng 14 dặm (22 km) ở phía xa của mặt trăng.
Kareta hy vọng rằng sẽ có nhiều mẫu hơn được xác định. Trong khi một mẫu duy nhất là một điều kỳ lạ, thì hai mẫu có thể là một phần của một đám đông. Ông nghi ngờ rằng một số tiểu hành tinh được xác định là bất thường có thể là đá mặt trăng trá hình.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
—Chúc ngủ ngon mặt trăng! Các nhà thiên văn học chụp ảnh mặt trăng nhỏ của Trái đất đang rời xa
—Mặt trăng nhỏ của Trái đất cuối cùng cũng đã rời xa. Liệu nó có bao giờ trở lại như một 'mặt trăng thứ hai' không?
—Vị khách tiểu hành tinh gần đây của Trái đất có thể là một mảnh của mặt trăng
Khi tính toán quỹ đạo của NEO, vùng nguồn của chúng thường được ước tính dựa trên hành trình hiện tại của chúng. Nếu một số vật thể đã bị phân loại sai và nguồn của chúng không chính xác, điều đó có nghĩa là các khía cạnh khác của quỹ đạo của chúng có thể bị hiểu sai. Mặc dù điều đó có khả năng làm tăng khả năng Trái đất bị một tiểu hành tinh đâm vào trong tương lai, Kareta cho biết "gần như chắc chắn" là không, "nhưng chúng ta cần phải chứng minh điều đó".
Hiện tại, Kareta và các đồng nghiệp của ông sẽ tiếp tục sử dụng MANOS để tìm kiếm các mảnh vỡ tiềm năng khác của Mặt Trăng. Ông hy vọng rằng dân số tăng gấp đôi sẽ thuyết phục các nhà nghiên cứu khác cũng xem xét kỹ hơn. Các cuộc khảo sát quy mô lớn sắp tới — như Đài quan sát Vera Rubin, một kính viễn vọng trên mặt đất dự kiến sẽ nhìn thấy ánh sáng đầu tiên trong năm nay — cũng sẽ giúp phát hiện ra các vật thể mờ khác.
Nghiên cứu được công bố vào tháng 1 trên The Astrophysical Journal Letters.
Phát hiện này gợi ý về một quần thể ẩn giấu các mảnh vỡ của Mặt Trăng di chuyển gần Trái Đất.
"Nếu chỉ có một vật thể, thì đó sẽ là điều thú vị nhưng là một trường hợp ngoại lệ", Teddy Kareta, một nhà khoa học hành tinh tại Đài quan sát Lowell ở Arizona, cho biết vào tháng 3 tại Hội nghị Khoa học Mặt Trăng và Hành tinh thường niên lần thứ 56 ở Woodlands, Texas. "Nếu có hai, chúng tôi khá chắc chắn rằng đó là một quần thể."
Một loại bằng chứng mới
Trái đất di chuyển qua và cùng với một đám mây mảnh vỡ khi hành tinh này tạo ra các vệt xung quanh mặt trời. Một số vật liệu đó là do con người tạo ra — vệ tinh và rác vũ trụ. Vật liệu khác là các mảnh vỡ đá còn sót lại từ các vụ va chạm trong hệ mặt trời ban đầu. Những vật thể gần Trái đất (NEO) này có thể gây lo ngại, vì vậy chúng được theo dõi để đảm bảo chúng không gây ra mối đe dọa cho hành tinh của chúng ta.Liên quan: Có bao nhiêu tiểu hành tinh đe dọa? Thật phức tạp.
Vào tháng 8 năm 2024, các nhà thiên văn học ở Nam Phi đã xác định được một loại đá mới, được gọi là 2024 PT5, đang di chuyển gần Trái đất. 2024 PT5 di chuyển chậm, với vận tốc tương đối chỉ 4,5 dặm/giờ (2 mét/giây), khiến nó trở thành mục tiêu mạnh cho Khảo sát vật thể gần Trái đất có thể tiếp cận (MANOS). Chỉ có chín tiểu hành tinh khác được nhìn thấy di chuyển chậm như vậy ở điểm tiếp cận gần nhất của chúng.
Kareta, cùng với nhà điều tra chính của MANOS là Nick Moskovitz, cũng tại Lowell, đã bị hấp dẫn bởi ý tưởng tìm thấy đá mặt trăng trong không gian ngay sau khi mảnh vỡ đầu tiên như vậy được xác định vào năm 2021. MANOS được thiết kế để săn lùng và mô tả các tiểu hành tinh gần Trái đất có thể dễ dàng ghé thăm nhất bằng tàu vũ trụ. Theo Kareta, điều đó có nghĩa là cuộc khảo sát này là lý tưởng để xem xét các mảnh vỡ của mặt trăng. Trong vòng một tuần sau khi phát hiện ra 2024 PT5, họ đã hướng Kính viễn vọng khám phá Lowell theo hướng của tảng đá vũ trụ này.
Sau khi nghiên cứu 2024 PT5 bằng cả dữ liệu khả kiến và cận hồng ngoại, họ kết luận rằng đây không phải là một tiểu hành tinh bình thường. Thành phần của nó được chứng minh là tương tự như thành phần của đá được đưa về Trái đất trong chương trình Apollo, cũng như một loại đá được Luna 24 của Liên Xô đưa về. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng 2024 PT5 có kích thước nhỏ — đường kính từ 26 đến 39 feet (8 đến 12 mét).
Kareta và các đồng nghiệp nghi ngờ rằng 2024 PT5 đã được khai quật khi có thứ gì đó đâm vào mặt trăng. Bằng cách nghiên cứu thành phần của tiểu hành tinh, họ hy vọng có thể liên kết vật liệu này với nguồn gốc của nó và thậm chí có thể xác định được hố va chạm chính của nó.
Sự kiện hình thành hố va chạm là một trong những quá trình quan trọng nhất định hình các thiên thể mà không có kiến tạo hoặc chất lỏng để định hình lại chúng. Nhưng các vụ va chạm có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều biến số khác nhau và việc hiểu chúng có thể là một thách thức. Việc đối chiếu các mảnh vỡ với hố va chạm của nó có thể cung cấp một cách khác để hiểu điều gì xảy ra khi hai thiên thể va chạm. Đó là lý do khiến việc xác định đá mặt trăng trong không gian trở nên hấp dẫn đến vậy.
"Giống như việc nhận ra một hiện trường vụ án có một loại bằng chứng hoàn toàn mới mà trước đây bạn không biết mình có", Kareta nói với Space.com qua email. "Nó có thể không giúp bạn giải quyết vụ án ngay lập tức, nhưng xét đến tầm quan trọng của nhiệm vụ, những chi tiết mới để so sánh luôn được hoan nghênh".
Thay đổi làn đường
Vật liệu từ hệ thống Trái đất-Mặt trăng sẽ là một trong những vật liệu dễ rơi vào quỹ đạo gần Trái đất nhất. Sau khi một vật thể va chạm với Mặt trăng, tất cả mọi vật liệu ngoại trừ vật liệu chuyển động nhanh nhất bị ném vào không gian sẽ tiếp tục di chuyển gần hệ thống của chúng ta. Mặc dù 2024 PT5 được mệnh danh là một mặt trăng nhỏ vào tháng 9, nhưng nó chỉ di chuyển thẳng hàng với hành tinh trong một thời gian ngắn.Kareta so sánh nó với hai chiếc ô tô trên đường cao tốc. Trái đất đang bùng cháy trên làn đường riêng của nó, trong khi 2024 PT5 chạy dọc theo đường đi bên trong, gần mặt trời hơn. Vào năm 2024, khối đá nhỏ bé này đã đổi hướng, rơi vào đường đi của Trái Đất với tốc độ gần như tương tự. Đến cuối tháng 9, nó đã di chuyển, dịch chuyển ra ngoài. Trái Đất đã bỏ nó lại phía sau, nhưng trên đường đua năng lượng mặt trời, cặp đôi này sẽ lại song song vào năm 2055, các nhà khoa học ước tính.
2024 PT5 là mảnh vỡ thứ hai của Mặt Trăng được các nhà nghiên cứu xác định. Một tảng đá nhỏ khác, Kamo'oalewa, đã được phát hiện trên Mặt Trăng vào năm 2021, năm năm sau khi phát hiện ra nó. Điều đó có thể ám chỉ đến một quần thể mới, ẩn náu ngay trước mắt.
Cả hai vật thể đều di chuyển trên quỹ đạo giống Trái Đất, nhưng chúng không có nhiều điểm chung khác. Kamo'oalewa lớn hơn và dường như đã bị các tia vũ trụ, bức xạ mặt trời và các quá trình khác tác động lâu hơn 2024 PT5. Điều đó có thể cho thấy nó đã ở trong không gian lâu hơn, Kareta cho biết.
Quỹ đạo của chúng cũng hơi khác một chút. Quỹ đạo bán vệ tinh của Kamo'oalewa giữ nó ở gần Trái Đất trong một số quỹ đạo liên tiếp, mặc dù nó không thực sự quay quanh hành tinh này. Không giống như PT5 2024 đổi làn, Kamo'oalewa giống một chiếc ô tô chạy lệch một làn, di chuyển với tốc độ gần như nhau.
Các nhà nghiên cứu đang cố gắng so sánh Kamo'oalewa với một miệng hố thiên thạch. Một nghiên cứu gần đây cho rằng nó có thể xuất phát từ một vụ va chạm tạo ra hố va chạm Giordano Bruno, một lưu vực va chạm rộng 14 dặm (22 km) ở phía xa của mặt trăng.
Kareta hy vọng rằng sẽ có nhiều mẫu hơn được xác định. Trong khi một mẫu duy nhất là một điều kỳ lạ, thì hai mẫu có thể là một phần của một đám đông. Ông nghi ngờ rằng một số tiểu hành tinh được xác định là bất thường có thể là đá mặt trăng trá hình.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
—Chúc ngủ ngon mặt trăng! Các nhà thiên văn học chụp ảnh mặt trăng nhỏ của Trái đất đang rời xa
—Mặt trăng nhỏ của Trái đất cuối cùng cũng đã rời xa. Liệu nó có bao giờ trở lại như một 'mặt trăng thứ hai' không?
—Vị khách tiểu hành tinh gần đây của Trái đất có thể là một mảnh của mặt trăng
Khi tính toán quỹ đạo của NEO, vùng nguồn của chúng thường được ước tính dựa trên hành trình hiện tại của chúng. Nếu một số vật thể đã bị phân loại sai và nguồn của chúng không chính xác, điều đó có nghĩa là các khía cạnh khác của quỹ đạo của chúng có thể bị hiểu sai. Mặc dù điều đó có khả năng làm tăng khả năng Trái đất bị một tiểu hành tinh đâm vào trong tương lai, Kareta cho biết "gần như chắc chắn" là không, "nhưng chúng ta cần phải chứng minh điều đó".
Hiện tại, Kareta và các đồng nghiệp của ông sẽ tiếp tục sử dụng MANOS để tìm kiếm các mảnh vỡ tiềm năng khác của Mặt Trăng. Ông hy vọng rằng dân số tăng gấp đôi sẽ thuyết phục các nhà nghiên cứu khác cũng xem xét kỹ hơn. Các cuộc khảo sát quy mô lớn sắp tới — như Đài quan sát Vera Rubin, một kính viễn vọng trên mặt đất dự kiến sẽ nhìn thấy ánh sáng đầu tiên trong năm nay — cũng sẽ giúp phát hiện ra các vật thể mờ khác.
Nghiên cứu được công bố vào tháng 1 trên The Astrophysical Journal Letters.