Nhiều hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta có nhiều hơn một vệ tinh. Hỏa tinh có hai vệ tinh, Mộc tinh có 66, Thổ tinh 62, Thiên Vương tinh 27, Hải Vương tinh 23. Những con số đó vẫn đang thay đổi, và bạn có thể tham khảo danh lục vệ tinh thuộc hệ mặt trời tại web site của NASA. Nhưng hành tinh Trái đất của chúng ta có đúng một vệ tinh thôi. Điều đó có đúng chăng?
Mặt trăng được định nghĩa là những vệ tinh tự nhiên của Trái đất. Chúng quay xung quanh Trái đất. Và mặc dù Trái đất thỉnh thoảng có nhiều hơn một mặt trăng, nhưng một số vật thể có lẽ bạn từng nghe nói tới là mặt trăng thứ hai của Trái đất thật ra là không phải.
3753 Cruithne vào năm 2001. Nhà thiên văn học Duncan Waldron đã phát hiện ra tiểu hành tinh mờ nhạt này vào ngày 10 tháng 10, 1986, trên một tấm phim chụp với Kính thiên văn Schmidt của Anh tại Đài thiên văn Siding Spring ở Australia. Ảnh: Wikimedia Commons
Giả vệ tinh không phải là mặt trăng thứ hai của Trái đất. Giả vệ tinh là một vật thể đồng quỹ đạo với Trái đất (hay một hành tinh khác). Các nhà khoa học sẽ nói có một sự cộng hưởng quỹ đạo 1:1 giữa Trái đất và vật thể này. Nói cách khác, một giả vệ tinh quay xung quanh mặt trời, giống hệt như Trái đất. Nó có chu kì quỹ đạo bằng với chu kì quỹ đạo của Trái đất, nhưng hình dạng quỹ đạo thì hơi khác một chút.
Giả vệ tinh nổi tiếng nhất trong thời đại của chúng ta – và một vật thể có lẽ bạn đã nghe nói tới là mặt trăng thứ hai cho Trái đất – là 3753 Cruithne. Vật thể này rộng 5 km. Lưu ý rằng nó có tên của tiểu hành tinh. Đó là vì nó là một tiểu hành tinh quay xung quanh mặt trời của chúng ta, một trong vài nghìn tiểu hành tinh có quỹ đạo cắt qua quỹ đạo của Trái đất. Các nhà thiên văn đã phát hiện ra Cruithne hồi năm 1986, nhưng đến năm 1997 thì họ mới tìm ra quỹ đạo phức tạp của nó. Nó không phải là mặt trăng thứ hai cho Trái đất; nó không quay xung quanh Trái đất. Nhưng Cruithne cùng quay nhịp nhàng xung quanh mặt trời chung với Trái đất. Giống như mọi giả vệ tinh khác, Cruithne quay xung quanh mặt trời mỗi vòng bằng một chu kì quỹ đạo của Trái đất.
Quỹ đạo cộng hưởng của Cruithne và Trái đất quanh mặt trời (từ tháng 9/2007 đến tháng 8/2008)
Lực hấp dẫn của Trái đất ảnh hưởng lên Cruithne, theo đó Trái đất và tiểu hành tinh này mỗi năm lại trở về cùng một chỗ trong quỹ đạo tương đối so với nhau. Tuy nhiên, Cruithne sẽ không va chạm với Trái đất, bởi vì quỹ đạo của nó rất nghiêng so với quỹ đạo của chúng ta. Nó di chuyển vào rồi ra khỏi mặt phẳng hoàng đạo, hay mặt phẳng quỹ đạo của Trái đất xung quanh mặt trời.
Những quỹ đạo giống như quỹ đạo của Cruithne là không bền. Các mô phỏng máy tính cho thấy Cruithne sẽ chỉ còn chừng 5.000 năm ở trong quỹ đạo hiện nay của nó. Đó là một cái chớp mắt trong cỡ thời gian dài hạn của hệ mặt trời của chúng ta. Sau đó, tiểu hành tinh này sẽ đi vào quỹ đạo thật sự vòng quanh Trái đất trong một thời gian, khi đó nó sẽ là một mặt trăng thứ hai – nhưng sẽ không lâu. Các nhà thiên văn ước tính rằng, sau 3.000 năm quay vòng quanh Trái đất, Cruithne sẽ thoát ra trở lại vào quỹ đạo xung quanh mặt trời.
Cruithne không phải là giả vệ tinh duy nhất ở trong quỹ đạo cộng hưởng 1:1 với Trái đất. Các vật thể 2010 SO16 và (277810) 2006 FV35 cũng được xem là giả vệ tinh đối với Trái đất.
Những vật thể này không phải là mặt trăng thứ hai cho Trái đất, mặc dù thỉnh thoảng bạn có thể nghe người ta gọi sai lầm như vậy. Vậy Trái đất có bao giờ có nhiều hơn một mặt trăng không? Thật bất ngờ, câu trả lời là có.
Sơ đồ quỹ đạo của 2006 RH120 trong khoảng thời gian nó quay xung quanh Trái đất trong một sự kiện bắt giữ vệ tinh tạm thời. Ảnh: Wikimedia Commons
Thỉnh thoảng Trái đất thật sự có những mặt trăng tạm thời. Vào tháng 3 năm 2012, các nhà thiên văn tại trường Đại học Cornell ở Mĩ đã công bố kết quả của một nghiên cứu trên máy tính cho biết rằng các tiểu hành tinh quay xung quanh mặt trời có thể tạm thời trở thành vệ tinh tự nhiên của Trái đất. Thật vậy, họ nói, Trái đất thường có nhiều hơn một mặt trăng tạm thời, cái họ gọi là tiểu mặt trăng. Những nhà thiên văn này cho biết các tiểu mặt trăng sẽ đi theo những quỹ đạo phức tạp xung quanh Trái đất trong một thời gian nhất định (xem hình). Cuối cùng chúng sẽ thoát khỏi trường hấp dẫn của Trái đất, bị bắt trở lại vào quỹ đạo xung quanh mặt trời, trở thành tiểu hành tinh lần nữa. Những tiểu mặt trăng mà các nhà thiên văn này hình dung thường chỉ cỡ chừng 1 m và có thể quay xung quanh hành tinh của chúng ta trong thời gian chưa tới một năm trước khi bị mặt trời bắt trở lại làm tiểu hành tinh.
Các nhà thiên văn đã phát hiện ra tiểu mặt trăng nào chưa? Vâng, có rồi. Viết trên tạp chí Astronomy vào tháng 12 năm 2010, Donald Yeomans (Giám đốc Văn phòng Chương trình Vật thể Gần-Trái đất của NASA tạ Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA) đã mô tả một vật thể được phát hiện ra trong năm 2006 có vẻ khớp với mô tả đó. Vật thể đó – nay được đặt tên là 2006 RH120 – ước tính có đường kính chừng 5 m. Yeomans cho biết, khi vật thể này được phát hiện ra trong một quỹ đạo gần-cực xung quanh Trái đất, lúc đầu người ta nghĩ nó là một tầng của tên lửa đẩy Saturn S-IVB từ hồi sứ mệnh Apollo 12, nhưng sau đó xác định được nó là một tiểu hành tinh. 2006 RH120 bắt đầu trở lại quay xung quanh mặt trời sau khi người ta phát hiện ra nó 13 tháng, nhưng nó còn quét qua gần Trái đất và có thể bị bắt trở lại làm tiểu mặt trăng của Trái đất lần nữa trong thế kỉ này.
Nguồn: EarthSky.org
