Mặt trăng có thể đã được hình thành chỉ trong vài giờ, theo nghiên cứu

Giúp NTDVN sửa lỗi

Mặt trăng giống như một người bạn đồng hành trung thành của Trái đất, luôn gắn bó với hành tinh của chúng ta trong chuyến phiêu lưu quanh Mặt trời. Nhưng khoảng 4,5 tỷ năm trước, Mặt trăng chưa tồn tại. Và mặc dù nó là vật thể vũ trụ và người hàng xóm gần nhất của Trái đất, các nhà khoa học vẫn không biết chắc nó xuất hiện bằng cách nào.

Kể từ những năm 1980, một giả thuyết hàng đầu cho rằng hàng tỷ năm trước, một hành tinh khổng lồ, có lẽ bằng kích thước của sao Hỏa, đã đâm vào Trái đất, làm văng ra một lượng khí, magma và kim loại để tạo nên Mặt trăng trong hàng chục đến hàng trăm năm.

Tuy nhiên, một nghiên cứu mới được công bố hôm 4/10 trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters đã đưa ra một ý tưởng táo bạo: Mặt trăng có thể hình thành chỉ trong vài giờ sau một cuộc trao đổi chóng vánh, với một miếng lớn của Trái đất sơ khai và vật chất của tác nhân va chạm bị thổi bay vào một quỹ đạo xa hơn.

Nếu giả thuyết trên là đúng, nghiên cứu tập trung vào hàng trăm mô phỏng máy tính có độ phân giải cực cao về một vụ va chạm như vậy, có thể giúp giải quyết vấn đề lâu dài đối với các nhà khoa học về lý do tại sao lớp vỏ Mặt trăng lại có vẻ giống Trái Đất đến vậy. Ngoài ra, nó cũng cung cấp câu trả lời tiềm năng về lý do tại sao Mặt trăng bị nghiêng và có lớp bên ngoài mỏng. Việc tìm hiểu những gì đã xảy ra không chỉ giúp các nhà vũ trụ học xác định câu chuyện nguồn gốc của Mặt trăng, mà còn giải thích một thời điểm xác định trong quá trình tiến hóa của Trái đất.

NASA và các cộng tác viên đã cùng nhau tạo ra một hình ảnh động nhanh dài hai phút để xem mô hình mới sẽ hoạt động như thế nào. Trong nhiệp thập kỷ, các nhà khoa học đã cho rằng một hành tinh tên là "Theia" đã va chạm vào một phiên bản nguyên thủy của Trái đất. Thay vì tạo thành một đĩa mảnh vụn, vụ va chạm tạo khiến một phần Trái đất văng ra, cùng với các mảnh vật chất giống như sợi dây kết nối giữa Trái đất và phần đó. Tuy lực hấp dẫn của Trái đất ném vật thể nhỏ về phía trước, nhưng nó vẫn ở lại dù dây nối bị đứt.

Các nhà khoa học đã chạy các mô hình máy tính về vụ va chạm khổng lồ ở độ phân giải thấp hơn trong nhiều năm mà không thấy có hai vật thể tách rời nhau. Sau đó, NASA đã hợp tác với Viện Vũ trụ Tính toán của Đại học Durham ở Anh để thực hiện các mô phỏng có độ phân giải cao hơn 1.000 lần so với tiêu chuẩn, thử nghiệm và quan sát các góc va chạm, tốc độ, vòng quay hành tinh và kích thước khác nhau.

Với sức mạnh tính toán được tăng cường, những hành vi chưa được thấy trong nghiên cứu trước đây đã xuất hiện.

Jacob Kegerreis, tác giả chính của bài báo và là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA ở California, cho biết mô hình mới này sử dụng hàng trăm triệu hạt nhỏ để đại diện cho các bit hành tinh. Về lý thuyết, nếu chúng có thể mô tả cách các vật chất tương tác thông qua trọng lực, áp suất và nhiệt, thì hệ thống mới sẽ hoạt động chính xác hơn.

Kegerreis giải thích khái niệm này với sự tương tự về việc thả một quả bóng để làm nó vỡ ra.

Ông nói: “Nếu bạn tạo ra quả bóng từ những mảnh Lego nhỏ và bạn chỉ có 50 trong số chúng, thì nó có thể sẽ tách ra một cách hoàn hảo theo cách không thực tế. Nhưng nếu bạn có hàng nghìn hoặc hàng triệu mảnh, bạn có thể bắt đầu tìm ra cách mà nó thực sự phân mảnh theo một cách thực tế hơn, và đó là cùng một loại ý tưởng”.

Khoảng một thập kỷ trước, các nhà khoa học đã xem xét kỹ lưỡng lý thuyết vụ va chạm lớn trong một cuộc tranh luận về dấu vết hóa học. Các nhà nghiên cứu phân tích các mẫu Mặt trăng của Apollo vào thế kỷ 21 đã phát hiện ra rằng đá Mặt trăng có đặc điểm hóa học giống với lớp phủ của Trái đất, tuy nhiên các thiên thạch trên sao Hỏa và các vật thể từ các phần khác của hệ Mặt trời có thành phần khác nhau. Điều này có thể là do các nguồn đó không phải đến từ Trái đất.

Các nhà khoa học khi đó đã tự hỏi, vậy thì làm thế nào mà Mặt trăng có thể được tạo thành từ hỗn hợp của Trái đất và một hành tinh bí ẩn mà không để lại dấu vết hóa học ở thế giới khác?

Các nhà khoa học sẽ vẫn tiếp tục tranh luận về vấn đề này. Trong khi đó, mô phỏng máy tính mới của NASA có lợi thế là tạo ra một Mặt trăng được làm từ một phần lớn là Trái đất.

Việc tìm hiểu thành phần của Mặt trăng không dễ dàng, một phần vì các nhà khoa học đang dựa trên kiến ​​thức của họ về một tập hợp nhỏ các loại đá từ một khu vực nhỏ gần đường xích đạo của Mặt trăng. Do đó, các nhà khoa học của NASA rất mong đợi các sứ mệnh hạ cánh trên Mặt trăng của Artemis sẽ khám phá một khu vực hoàn toàn khác để thu thập thêm dữ liệu, bao gồm các mẫu được khai thác từ sâu hơn bên trong Mặt trăng.

Văn Thiện



BÀI CHỌN LỌC

Mặt trăng có thể đã được hình thành chỉ trong vài giờ, theo nghiên cứu