Tiểu hành tinh Vesta có thể là một khối hành tinh khổng lồ bị thổi bay khỏi hành tinh mẹ và quay tròn vào không gian sau một vụ va chạm khủng khiếp cách đây bốn tỷ rưỡi năm.
Đó là kết luận của các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ cẩn thận về trường hấp dẫn của Vesta và cách tiểu hành tinh di chuyển trong không gian. Nếu họ đúng, điều này sẽ bác bỏ ý tưởng rằng bản thân Vesta thực chất là một tiền hành tinh bị đình trệ. Trong quá trình hình thành hệ mặt trời, người ta cho rằng các hành tinh đã hình thành và phát triển thông qua một quá trình được gọi là bồi tụ lõi, tự hình thành bằng cách quét các mảnh vụn đá và tăng khối lượng thông qua các vụ va chạm với các tiền hành tinh khác.
Vesta được cho là tiền hành tinh cuối cùng, một tàn tích còn sót lại từ những ngày đầu của hệ mặt trời của chúng ta mà không hiểu sao lại không trở thành một hành tinh hoàn chỉnh. Là vật thể lớn thứ hai trong vành đai tiểu hành tinh giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, Vesta có đường kính 326 dặm (525 km). Nó đã được tàu vũ trụ Dawn của NASA ghé thăm vào giữa năm 2011 và 2012, khi dữ liệu được thu thập đã khiến các nhà khoa học hành tinh thay đổi quan điểm về bản chất của Vesta.
Các phép đo ban đầu của Dawn về Vesta cho thấy tiểu hành tinh này đã phân hóa, hay nói cách khác, bao gồm lớp vỏ ngoài, lớp phủ và lõi kim loại. Sự phân hóa này xảy ra khi một vật thể đủ ấm để các nguyên tố nặng chìm xuống lõi, như đã xảy ra bên trong Trái đất và các hành tinh đá khác của hệ mặt trời.
Để đo cấu trúc bên trong của một vật thể, các nhà thiên văn học cần biết mômen quán tính của nó. Hãy nghĩ đến một vận động viên trượt băng đang quay — khi họ thu tay vào, họ quay nhanh hơn so với khi họ dang tay ra. Trong trường hợp của các tiểu hành tinh như Vesta, chuyển động của chúng phụ thuộc một phần vào việc chúng có chứa lõi dày đặc (vận động viên trượt băng với cánh tay thu vào) hay đồng nhất hơn (vận động viên trượt băng với cánh tay dang ra).
Các nhà khoa học đã đo mômen quán tính của Vesta bằng cách thực hiện các thí nghiệm về trọng lực. Các tín hiệu vô tuyến được truyền trở lại Trái đất từ Vesta trong quá khứ bị dịch chuyển Doppler bởi trọng lực và các tín hiệu dịch chuyển này được kết hợp với hình ảnh của Dawn về vị trí cực quay của Vesta và tốc độ quay của nó. Sử dụng những tín hiệu này, các nhà khoa học đã có thể mô hình hóa mômen quán tính và cấu trúc bên trong của Vesta. Cuộc điều tra ban đầu vào năm 2012 đã kết luận rằng Vesta được phân biệt với một lõi riêng biệt. Đây là lý do khiến nó được mô tả là một nguyên hành tinh — một hành tinh phôi thai.
Tuy nhiên, những phép đo này rất khó thực hiện, để lại một biên độ sai số đáng kể. Trong những năm kể từ khi các phép đo đó được thực hiện, các kỹ thuật hiệu chuẩn và xử lý dữ liệu trọng lực đã được cải thiện và một phân tích được sửa đổi hiện đã đưa ra một kết luận khác so với năm 2012: Vesta không chứa lõi dày đặc.
"Việc không có lõi là điều rất đáng ngạc nhiên", Seth Jacobson của Đại học bang Michigan, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết trong tuyên bố. "Đây thực sự là một cách nghĩ khác về Vesta."
Tuy nhiên, những phát hiện cập nhật này khiến Vesta trở thành một nghịch lý. Bề mặt của nó được bao phủ bởi các vật liệu bazan núi lửa. Hoạt động núi lửa tạo ra nhiệt để làm cho phần bên trong đủ mềm để cho phép các nguyên tố nặng hơn chìm xuống lõi, nhưng như chúng ta đã thấy, dữ liệu về trọng lực cho chúng ta biết điều đó đã không xảy ra. Tuy nhiên, bằng chứng từ một họ thiên thạch được gọi là howardite-eucrite-diogenites (HED), được bắn ra khỏi Vesta tại một thời điểm nào đó trong một vụ va chạm tạo thành hố, ủng hộ cho cách giải thích về núi lửa này. Làm thế nào các nhà khoa học có thể cân bằng hoạt động núi lửa lan rộng với việc thiếu sự phân hóa?
Jacobson đưa ra hai khả năng. Một là Vesta bắt đầu trải qua quá trình phân hóa, nhưng sau đó dừng lại. Chúng ta biết rằng Vesta chứa đá núi lửa, nhưng có lẽ không có đủ hoạt động núi lửa để giữ cho phần bên trong của Vesta ấm đủ lâu để nó trở nên phân hóa hoàn toàn.
Ý tưởng này không thực sự được chứng minh bằng bằng chứng, vì các đặc tính của thiên thạch HED được biết là có nguồn gốc từ Vesta không thực sự ủng hộ nó.
"Chúng tôi thực sự tin tưởng những thiên thạch này đến từ Vesta, và chúng không cho thấy bằng chứng rõ ràng về sự phân hóa không hoàn chỉnh", Jacobson cho biết.
Khả năng khác, cũng là lời giải thích mà Jacobson ưa thích, là bản thân Vesta đã bị tách ra khỏi một hành tinh trong một vụ va chạm lớn. Nếu Vesta đến từ một thế giới khác biệt, khác biệt hơn, nơi đã trải qua hoạt động núi lửa lan rộng, thì điều đó có thể giải thích tại sao Vesta chứa đá núi lửa nhưng bản thân nó lại không khác biệt.
Đây không phải là một giả thuyết mới. Jacobson trước đây đã đề xuất rằng nhiều thiên thạch rơi xuống Trái Đất ban đầu là một phần của những khối lớn bị bắn ra khỏi các hành tinh do những vụ va chạm khổng lồ trong thời kỳ đầu hỗn loạn của hệ mặt trời cách đây 4,5 tỷ năm.
"Ý tưởng này đã chuyển từ một gợi ý hơi ngớ ngẩn thành một giả thuyết mà hiện chúng ta đang nghiêm túc xem xét nhờ vào quá trình phân tích lại dữ liệu sứ mệnh Dawn của NASA", Jacobson cho biết.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Vesta: Sự thật về tiểu hành tinh sáng nhất
— Các đặc điểm bí ẩn trên tiểu hành tinh Vesta có thể được giải thích bằng nước mặn
— Các rãnh bí ẩn trên tiểu hành tinh khổng lồ Vesta vẫn khiến các nhà khoa học bối rối
Nếu Vesta bị nổ tung ra khỏi một hành tinh, thì điều đó cũng có nghĩa là các tiểu hành tinh khác có khả năng là các mảnh vỡ đã bị tách ra khỏi các hành tinh. Một số nhiệm vụ trên đường đến các tiểu hành tinh — nhiệm vụ Psyche của NASA đến tiểu hành tinh cùng tên, nhiệm vụ OSIRIS-APEX đến tiểu hành tinh gần Trái đất Apophis và tàu vũ trụ Hera của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu sẽ đến thăm tiểu hành tinh đôi Didymos và Dimorphos, tất cả đều sẽ thực hiện các thí nghiệm trọng lực tương tự để, trong số những thứ khác, mô hình hóa cấu trúc bên trong của chúng.
Những phát hiện này có thể thay đổi những gì chúng ta nghĩ rằng mình biết về quần thể tiểu hành tinh.
"Bộ sưu tập thiên thạch Vesta không còn là mẫu của một thiên thể trong không gian không thể trở thành một hành tinh nữa", Jacobson cho biết. "Đây có thể là những mảnh vỡ của một hành tinh cổ đại trước khi nó phát triển hoàn thiện. Chúng ta chỉ chưa biết đó là hành tinh nào".
Thật vậy, có khả năng Vesta và các thiên thạch của nó là một mảnh vỡ của khối cũ, theo nghĩa đen, và ban đầu đến từ Trái đất trẻ. Sẽ không phải là điều gì đó sao?
Những phát hiện này đã được công bố vào ngày 23 tháng 4 năm 2025 trong Thiên văn học thiên nhiên.
Đó là kết luận của các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ cẩn thận về trường hấp dẫn của Vesta và cách tiểu hành tinh di chuyển trong không gian. Nếu họ đúng, điều này sẽ bác bỏ ý tưởng rằng bản thân Vesta thực chất là một tiền hành tinh bị đình trệ. Trong quá trình hình thành hệ mặt trời, người ta cho rằng các hành tinh đã hình thành và phát triển thông qua một quá trình được gọi là bồi tụ lõi, tự hình thành bằng cách quét các mảnh vụn đá và tăng khối lượng thông qua các vụ va chạm với các tiền hành tinh khác.
Vesta được cho là tiền hành tinh cuối cùng, một tàn tích còn sót lại từ những ngày đầu của hệ mặt trời của chúng ta mà không hiểu sao lại không trở thành một hành tinh hoàn chỉnh. Là vật thể lớn thứ hai trong vành đai tiểu hành tinh giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, Vesta có đường kính 326 dặm (525 km). Nó đã được tàu vũ trụ Dawn của NASA ghé thăm vào giữa năm 2011 và 2012, khi dữ liệu được thu thập đã khiến các nhà khoa học hành tinh thay đổi quan điểm về bản chất của Vesta.
Các phép đo ban đầu của Dawn về Vesta cho thấy tiểu hành tinh này đã phân hóa, hay nói cách khác, bao gồm lớp vỏ ngoài, lớp phủ và lõi kim loại. Sự phân hóa này xảy ra khi một vật thể đủ ấm để các nguyên tố nặng chìm xuống lõi, như đã xảy ra bên trong Trái đất và các hành tinh đá khác của hệ mặt trời.
Để đo cấu trúc bên trong của một vật thể, các nhà thiên văn học cần biết mômen quán tính của nó. Hãy nghĩ đến một vận động viên trượt băng đang quay — khi họ thu tay vào, họ quay nhanh hơn so với khi họ dang tay ra. Trong trường hợp của các tiểu hành tinh như Vesta, chuyển động của chúng phụ thuộc một phần vào việc chúng có chứa lõi dày đặc (vận động viên trượt băng với cánh tay thu vào) hay đồng nhất hơn (vận động viên trượt băng với cánh tay dang ra).
Các nhà khoa học đã đo mômen quán tính của Vesta bằng cách thực hiện các thí nghiệm về trọng lực. Các tín hiệu vô tuyến được truyền trở lại Trái đất từ Vesta trong quá khứ bị dịch chuyển Doppler bởi trọng lực và các tín hiệu dịch chuyển này được kết hợp với hình ảnh của Dawn về vị trí cực quay của Vesta và tốc độ quay của nó. Sử dụng những tín hiệu này, các nhà khoa học đã có thể mô hình hóa mômen quán tính và cấu trúc bên trong của Vesta. Cuộc điều tra ban đầu vào năm 2012 đã kết luận rằng Vesta được phân biệt với một lõi riêng biệt. Đây là lý do khiến nó được mô tả là một nguyên hành tinh — một hành tinh phôi thai.
Tuy nhiên, những phép đo này rất khó thực hiện, để lại một biên độ sai số đáng kể. Trong những năm kể từ khi các phép đo đó được thực hiện, các kỹ thuật hiệu chuẩn và xử lý dữ liệu trọng lực đã được cải thiện và một phân tích được sửa đổi hiện đã đưa ra một kết luận khác so với năm 2012: Vesta không chứa lõi dày đặc.
"Việc không có lõi là điều rất đáng ngạc nhiên", Seth Jacobson của Đại học bang Michigan, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết trong tuyên bố. "Đây thực sự là một cách nghĩ khác về Vesta."
Tuy nhiên, những phát hiện cập nhật này khiến Vesta trở thành một nghịch lý. Bề mặt của nó được bao phủ bởi các vật liệu bazan núi lửa. Hoạt động núi lửa tạo ra nhiệt để làm cho phần bên trong đủ mềm để cho phép các nguyên tố nặng hơn chìm xuống lõi, nhưng như chúng ta đã thấy, dữ liệu về trọng lực cho chúng ta biết điều đó đã không xảy ra. Tuy nhiên, bằng chứng từ một họ thiên thạch được gọi là howardite-eucrite-diogenites (HED), được bắn ra khỏi Vesta tại một thời điểm nào đó trong một vụ va chạm tạo thành hố, ủng hộ cho cách giải thích về núi lửa này. Làm thế nào các nhà khoa học có thể cân bằng hoạt động núi lửa lan rộng với việc thiếu sự phân hóa?
Jacobson đưa ra hai khả năng. Một là Vesta bắt đầu trải qua quá trình phân hóa, nhưng sau đó dừng lại. Chúng ta biết rằng Vesta chứa đá núi lửa, nhưng có lẽ không có đủ hoạt động núi lửa để giữ cho phần bên trong của Vesta ấm đủ lâu để nó trở nên phân hóa hoàn toàn.
Ý tưởng này không thực sự được chứng minh bằng bằng chứng, vì các đặc tính của thiên thạch HED được biết là có nguồn gốc từ Vesta không thực sự ủng hộ nó.
"Chúng tôi thực sự tin tưởng những thiên thạch này đến từ Vesta, và chúng không cho thấy bằng chứng rõ ràng về sự phân hóa không hoàn chỉnh", Jacobson cho biết.
Khả năng khác, cũng là lời giải thích mà Jacobson ưa thích, là bản thân Vesta đã bị tách ra khỏi một hành tinh trong một vụ va chạm lớn. Nếu Vesta đến từ một thế giới khác biệt, khác biệt hơn, nơi đã trải qua hoạt động núi lửa lan rộng, thì điều đó có thể giải thích tại sao Vesta chứa đá núi lửa nhưng bản thân nó lại không khác biệt.
Đây không phải là một giả thuyết mới. Jacobson trước đây đã đề xuất rằng nhiều thiên thạch rơi xuống Trái Đất ban đầu là một phần của những khối lớn bị bắn ra khỏi các hành tinh do những vụ va chạm khổng lồ trong thời kỳ đầu hỗn loạn của hệ mặt trời cách đây 4,5 tỷ năm.
"Ý tưởng này đã chuyển từ một gợi ý hơi ngớ ngẩn thành một giả thuyết mà hiện chúng ta đang nghiêm túc xem xét nhờ vào quá trình phân tích lại dữ liệu sứ mệnh Dawn của NASA", Jacobson cho biết.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Vesta: Sự thật về tiểu hành tinh sáng nhất
— Các đặc điểm bí ẩn trên tiểu hành tinh Vesta có thể được giải thích bằng nước mặn
— Các rãnh bí ẩn trên tiểu hành tinh khổng lồ Vesta vẫn khiến các nhà khoa học bối rối
Nếu Vesta bị nổ tung ra khỏi một hành tinh, thì điều đó cũng có nghĩa là các tiểu hành tinh khác có khả năng là các mảnh vỡ đã bị tách ra khỏi các hành tinh. Một số nhiệm vụ trên đường đến các tiểu hành tinh — nhiệm vụ Psyche của NASA đến tiểu hành tinh cùng tên, nhiệm vụ OSIRIS-APEX đến tiểu hành tinh gần Trái đất Apophis và tàu vũ trụ Hera của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu sẽ đến thăm tiểu hành tinh đôi Didymos và Dimorphos, tất cả đều sẽ thực hiện các thí nghiệm trọng lực tương tự để, trong số những thứ khác, mô hình hóa cấu trúc bên trong của chúng.
Những phát hiện này có thể thay đổi những gì chúng ta nghĩ rằng mình biết về quần thể tiểu hành tinh.
"Bộ sưu tập thiên thạch Vesta không còn là mẫu của một thiên thể trong không gian không thể trở thành một hành tinh nữa", Jacobson cho biết. "Đây có thể là những mảnh vỡ của một hành tinh cổ đại trước khi nó phát triển hoàn thiện. Chúng ta chỉ chưa biết đó là hành tinh nào".
Thật vậy, có khả năng Vesta và các thiên thạch của nó là một mảnh vỡ của khối cũ, theo nghĩa đen, và ban đầu đến từ Trái đất trẻ. Sẽ không phải là điều gì đó sao?
Những phát hiện này đã được công bố vào ngày 23 tháng 4 năm 2025 trong Thiên văn học thiên nhiên.
