Các nhà thiên văn học đang nghiên cứu một nhóm tiểu hành tinh ít được biết đến và phần lớn chưa được nhìn thấy đang lặng lẽ quay quanh mặt trời cùng với sao Kim — và có thể có nhiều hơn chúng ta nghĩ.
"Giống như khám phá ra một lục địa mà bạn không biết là tồn tại", Valerio Carruba thuộc Đại học bang São Paulo ở Brazil, người đứng đầu nhóm phân tích, nói với Space.com. "Rất có thể có những tiểu hành tinh khác mà chúng ta không quan sát thấy ngày nay".
Những tảng đá không gian này, được gọi là "tiểu hành tinh đồng quỹ đạo sao Kim", là một lớp tiểu hành tinh đặc biệt di chuyển đồng bộ với hành tinh, chia sẻ quỹ đạo của nó quanh mặt trời. Cho đến nay, chỉ có khoảng 20 trường hợp được xác nhận — nhưng một nghiên cứu mới do Carruba và các đồng nghiệp thực hiện cho thấy có thể còn nhiều trường hợp khác nữa đang ẩn núp mà không ai phát hiện ra.
Hầu hết các tiểu hành tinh đồng quỹ đạo của Sao Kim đều cực kỳ khó phát hiện từ Trái Đất. Chúng xuất hiện gần Mặt Trời trên bầu trời, một khu vực mà kính viễn vọng trên mặt đất có tầm nhìn hạn chế. Ngay cả trong điều kiện lý tưởng, chuyển động nhanh của chúng khiến chúng khó theo dõi.
Chỉ có một trong những tiểu hành tinh đồng quỹ đạo của Sao Kim đã biết đi theo quỹ đạo gần tròn; những tiểu hành tinh khác di chuyển theo những quỹ đạo dài hơn đôi khi đưa chúng đến gần Trái Đất hơn, khiến chúng dễ phát hiện hơn. Tuy nhiên, nhóm của Carruba tin rằng mô hình này có thể phản ánh sự thiên vị quan sát, chứ không phải thành phần thực tế của quần thể.
"Không thể nói chắc chắn được", ông nói, "nhưng tôi nghi ngờ chúng ta sẽ tìm thấy hàng trăm tiểu hành tinh xung quanh sao Kim".
Để kiểm tra ý tưởng này, nhóm của Carruba đã chạy mô phỏng máy tính mô hình hóa quỹ đạo của hàng trăm tiểu hành tinh đồng quỹ đạo sao Kim giả định, dự đoán đường đi của chúng lên đến 36.000 năm trong tương lai.
Họ phát hiện ra rằng nhiều vật thể trong số này có thể vẫn bị ràng buộc về mặt hấp dẫn với quỹ đạo sao Kim trong khoảng thời gian trung bình khoảng 12.000 năm. Lưu ý, quỹ đạo của các vật thể này có vẻ hỗn loạn, nghĩa là những thay đổi nhỏ theo thời gian có thể đẩy chúng vào các quỹ đạo khác nhau, bao gồm một số quỹ đạo đưa chúng đến gần Trái đất.
Hiện tại không có lý do gì để lo ngại; không có tiểu hành tinh nào được biết đến gây ra bất kỳ mối đe dọa nào và thang thời gian liên quan kéo dài hàng nghìn năm.
"Khả năng một tiểu hành tinh va chạm với Trái đất trong tương lai gần là cực kỳ thấp", Scott Sheppard, một nhà thiên văn học tại Viện Khoa học Carnegie ở Washington, D.C., người không tham gia vào nghiên cứu mới này, cho biết với National Geographic. "Không có quá nhiều điều đáng lo ngại ở đây."
Trong một nghiên cứu được công bố vào đầu năm nay trên tạp chí Icarus, nhóm của Carruba đã phân tích quá trình tiến hóa quỹ đạo của 20 tiểu hành tinh đồng quỹ đạo với Sao Kim đã biết. Các mô phỏng của họ cho thấy ba trong số những vật thể này — mỗi vật thể có đường kính từ 1.000 đến 1.300 feet (300 đến 400 mét) — cuối cùng có thể bay qua trong phạm vi khoảng 46.500 dặm (74.800 km) tính từ quỹ đạo Trái đất. Trong một số trường hợp, sự dịch chuyển dần dần này sang quỹ đạo gần Trái đất có thể mất tới 12.000 năm.
Nghiên cứu mới lập luận rằng việc theo dõi các vật thể như vậy và hiểu cách chúng di chuyển là rất quan trọng để xây dựng bức tranh hoàn chỉnh hơn về không gian gần Trái đất.
"Chúng ta nên biết về những vật thể này", Carruba nói. "Chúng rất thú vị về mặt động lực học — tôi nghĩ đó sẽ là lý do để tiếp tục nghiên cứu chúng".
Vì các tiểu hành tinh của Sao Kim rất khó phát hiện từ Trái đất, nhóm của Carruba đã khám phá cách chúng ta có thể làm tốt hơn từ các điểm quan sát khác. Các mô phỏng của họ cho thấy rằng một tàu vũ trụ quay quanh Sao Kim gần hơn sẽ có nhiều cơ hội phát hiện ra những tiểu hành tinh chuyển động nhanh này hơn.
Những câu chuyện liên quan:
— Đài quan sát Rubin đã tìm thấy 2.104 tiểu hành tinh chỉ trong vài ngày. Đài quan sát này có thể sớm tìm thấy thêm hàng triệu tiểu hành tinh nữa
— Châu Âu muốn hạ cánh một tàu vũ trụ nhỏ trên tiểu hành tinh Apophis khét tiếng vào năm 2029
— Các nhà thiên văn học phát hiện ra sao chổi lớn nhất từ vùng ngoại ô của hệ mặt trời đang phát nổ với các luồng khí
Đài quan sát Vera C. Rubin sắp tới, vừa công bố những hình ảnh đầu tiên vào ngày 23 tháng 6, cũng có thể giúp ích. Mặc dù không được xây dựng cụ thể để tập trung vào hệ mặt trời bên trong, nhưng các chiến dịch quan sát chạng vạng đặc biệt của nó có thể phát hiện được một số tiểu hành tinh ẩn này. Trên thực tế, đài quan sát đã xác định được 2.104 tiểu hành tinh mới trong các tập dữ liệu ban đầu của mình.
Trong tương lai xa hơn, một khái niệm nhiệm vụ được đề xuất có tên là CROWN có thể cung cấp một cách tiếp cận có mục tiêu thậm chí còn cụ thể hơn. Khái niệm sứ mệnh này hình dung ra một đội tàu vũ trụ nhỏ hoạt động gần quỹ đạo của Sao Kim, được thiết kế đặc biệt để tìm kiếm các tiểu hành tinh trong hệ mặt trời bên trong.
Những nỗ lực này "có thể phát hiện ra rất nhiều vật thể như vậy, nếu chúng tồn tại", Carruba cho biết.
Nghiên cứu này đã được đăng trên arXiv vào ngày 21 tháng 5 và sẽ được công bố trên tạp chí Astronomy and Astrophysics.
"Giống như khám phá ra một lục địa mà bạn không biết là tồn tại", Valerio Carruba thuộc Đại học bang São Paulo ở Brazil, người đứng đầu nhóm phân tích, nói với Space.com. "Rất có thể có những tiểu hành tinh khác mà chúng ta không quan sát thấy ngày nay".
Những tảng đá không gian này, được gọi là "tiểu hành tinh đồng quỹ đạo sao Kim", là một lớp tiểu hành tinh đặc biệt di chuyển đồng bộ với hành tinh, chia sẻ quỹ đạo của nó quanh mặt trời. Cho đến nay, chỉ có khoảng 20 trường hợp được xác nhận — nhưng một nghiên cứu mới do Carruba và các đồng nghiệp thực hiện cho thấy có thể còn nhiều trường hợp khác nữa đang ẩn núp mà không ai phát hiện ra.
Hầu hết các tiểu hành tinh đồng quỹ đạo của Sao Kim đều cực kỳ khó phát hiện từ Trái Đất. Chúng xuất hiện gần Mặt Trời trên bầu trời, một khu vực mà kính viễn vọng trên mặt đất có tầm nhìn hạn chế. Ngay cả trong điều kiện lý tưởng, chuyển động nhanh của chúng khiến chúng khó theo dõi.
Chỉ có một trong những tiểu hành tinh đồng quỹ đạo của Sao Kim đã biết đi theo quỹ đạo gần tròn; những tiểu hành tinh khác di chuyển theo những quỹ đạo dài hơn đôi khi đưa chúng đến gần Trái Đất hơn, khiến chúng dễ phát hiện hơn. Tuy nhiên, nhóm của Carruba tin rằng mô hình này có thể phản ánh sự thiên vị quan sát, chứ không phải thành phần thực tế của quần thể.
"Không thể nói chắc chắn được", ông nói, "nhưng tôi nghi ngờ chúng ta sẽ tìm thấy hàng trăm tiểu hành tinh xung quanh sao Kim".
Để kiểm tra ý tưởng này, nhóm của Carruba đã chạy mô phỏng máy tính mô hình hóa quỹ đạo của hàng trăm tiểu hành tinh đồng quỹ đạo sao Kim giả định, dự đoán đường đi của chúng lên đến 36.000 năm trong tương lai.
Họ phát hiện ra rằng nhiều vật thể trong số này có thể vẫn bị ràng buộc về mặt hấp dẫn với quỹ đạo sao Kim trong khoảng thời gian trung bình khoảng 12.000 năm. Lưu ý, quỹ đạo của các vật thể này có vẻ hỗn loạn, nghĩa là những thay đổi nhỏ theo thời gian có thể đẩy chúng vào các quỹ đạo khác nhau, bao gồm một số quỹ đạo đưa chúng đến gần Trái đất.
Hiện tại không có lý do gì để lo ngại; không có tiểu hành tinh nào được biết đến gây ra bất kỳ mối đe dọa nào và thang thời gian liên quan kéo dài hàng nghìn năm.
"Khả năng một tiểu hành tinh va chạm với Trái đất trong tương lai gần là cực kỳ thấp", Scott Sheppard, một nhà thiên văn học tại Viện Khoa học Carnegie ở Washington, D.C., người không tham gia vào nghiên cứu mới này, cho biết với National Geographic. "Không có quá nhiều điều đáng lo ngại ở đây."
Trong một nghiên cứu được công bố vào đầu năm nay trên tạp chí Icarus, nhóm của Carruba đã phân tích quá trình tiến hóa quỹ đạo của 20 tiểu hành tinh đồng quỹ đạo với Sao Kim đã biết. Các mô phỏng của họ cho thấy ba trong số những vật thể này — mỗi vật thể có đường kính từ 1.000 đến 1.300 feet (300 đến 400 mét) — cuối cùng có thể bay qua trong phạm vi khoảng 46.500 dặm (74.800 km) tính từ quỹ đạo Trái đất. Trong một số trường hợp, sự dịch chuyển dần dần này sang quỹ đạo gần Trái đất có thể mất tới 12.000 năm.
Nghiên cứu mới lập luận rằng việc theo dõi các vật thể như vậy và hiểu cách chúng di chuyển là rất quan trọng để xây dựng bức tranh hoàn chỉnh hơn về không gian gần Trái đất.
"Chúng ta nên biết về những vật thể này", Carruba nói. "Chúng rất thú vị về mặt động lực học — tôi nghĩ đó sẽ là lý do để tiếp tục nghiên cứu chúng".
Vì các tiểu hành tinh của Sao Kim rất khó phát hiện từ Trái đất, nhóm của Carruba đã khám phá cách chúng ta có thể làm tốt hơn từ các điểm quan sát khác. Các mô phỏng của họ cho thấy rằng một tàu vũ trụ quay quanh Sao Kim gần hơn sẽ có nhiều cơ hội phát hiện ra những tiểu hành tinh chuyển động nhanh này hơn.
Những câu chuyện liên quan:
— Đài quan sát Rubin đã tìm thấy 2.104 tiểu hành tinh chỉ trong vài ngày. Đài quan sát này có thể sớm tìm thấy thêm hàng triệu tiểu hành tinh nữa
— Châu Âu muốn hạ cánh một tàu vũ trụ nhỏ trên tiểu hành tinh Apophis khét tiếng vào năm 2029
— Các nhà thiên văn học phát hiện ra sao chổi lớn nhất từ vùng ngoại ô của hệ mặt trời đang phát nổ với các luồng khí
Đài quan sát Vera C. Rubin sắp tới, vừa công bố những hình ảnh đầu tiên vào ngày 23 tháng 6, cũng có thể giúp ích. Mặc dù không được xây dựng cụ thể để tập trung vào hệ mặt trời bên trong, nhưng các chiến dịch quan sát chạng vạng đặc biệt của nó có thể phát hiện được một số tiểu hành tinh ẩn này. Trên thực tế, đài quan sát đã xác định được 2.104 tiểu hành tinh mới trong các tập dữ liệu ban đầu của mình.
Trong tương lai xa hơn, một khái niệm nhiệm vụ được đề xuất có tên là CROWN có thể cung cấp một cách tiếp cận có mục tiêu thậm chí còn cụ thể hơn. Khái niệm sứ mệnh này hình dung ra một đội tàu vũ trụ nhỏ hoạt động gần quỹ đạo của Sao Kim, được thiết kế đặc biệt để tìm kiếm các tiểu hành tinh trong hệ mặt trời bên trong.
Những nỗ lực này "có thể phát hiện ra rất nhiều vật thể như vậy, nếu chúng tồn tại", Carruba cho biết.
Nghiên cứu này đã được đăng trên arXiv vào ngày 21 tháng 5 và sẽ được công bố trên tạp chí Astronomy and Astrophysics.
