Tiểu hành tinh – Từ A đến Z

Tổng quan

Tiểu hành tinh là những vật thể nhỏ, bằng đá, không có khí quyển, quay xung quanh mặt trời và quá nhỏ để được gọi là hành tinh. Chúng còn được gọi là planetoid. Tính tổng cộng, khối lượng của tất cả các tiểu hành tinh chưa bằng khối lượng của mặt trăng của chúng ta. Nhưng bất chấp kích cỡ nhỏ của chúng, các tiểu hành tinh có thể nguy hiểm. Nhiều tiểu hành tinh đã va chạm với Trái đất trong quá khứ, và nhiều tiểu hành tinh sẽ lao vào hành tinh chúng ta trong tương lai. Đó là một lí do để các nhà khoa học nghiên cứu tiểu hành tinh và hăm hở tìm hiểu số lượng, quỹ đạo và các đặc trưng vật lí của chúng.

Đa số các tiểu hành tinh nằm trong một vành đai rộng mênh mông giữa quỹ đạo của Hỏa tinh và Mộc tinh. Vành đai chính này chứa hơn 200 tiểu hành tinh có đường kính lớn hơn 100 km. Các nhà khoa học ước tính vành đai chính còn chứa hơn 750.000 tiểu hành tinh có đường kính lớn hơn 1 km và hàng triệu tiểu hành tinh nhỏ hơn. Không phải cái gì nằm trong vành đai chính cũng là tiểu hành tinh – ví dụ, có những sao chổi mới được phát hiện ra ở đây, và Ceres, đã từng được xem là một tiểu hành tinh, ngày nay được xem là một hành tinh lùn.

Nhiều tiểu hành tinh nằm bên ngoài vành đai chính. Chẳng hạn, một số tiểu hành tinh gọi là Trojan nằm dọc theo quỹ đạo của Mộc tinh. Ba nhóm – Atens Amors, và Apollos – được biết là những tiểu hành tinh gần Trái đất quay trong hệ mặt trời nhóm trong và thỉnh thoảng cắt qua quỹ đạo của Hỏa tinh và Trái đất.

Tiểu hành tinh Lutetia là một trong những tiểu hành tinh được chụp ảnh cận cảnh nhất. Ảnh do phi thuyền khảo sát sao chổi Rosetta của châu Âu chụp từ cự ki 80.000 km trong một chuyến bay ngang qua vào ngày 10 tháng 7, 2010. Ảnh: ESA

Sự hình thành

Các tiểu hành tinh là tàn dư từ sự ra đời của hệ mặt trời của chúng ta hồi khoảng 4,6 tỉ năm trước. Chính sự ra đời của Mộc tinh đã ngăn cản các vật thể hành tinh hình thành trong khoảng trống giữa Hỏa tinh và Mộc tinh, làm cho những vật thể nhỏ ở đó va chạm với nhau và vỡ ra thành các tiểu hành tinh mà chúng ta thấy ngày nay.

Các đặc trưng vật lí

Các tiểu hành tinh có thể lớn như Ceres, với đường kính 940 km và nay được xem là hành tinh lùn. Mặt khác, một trong những tiểu hành tinh nhỏ nhất, phát hiện ra vào năm 1991 và đặt tên là 1991 BA, có bề ngang chỉ có 6 m.

Hầu như tất cả các tiểu hành tinh có hình dạng không đều, mặc dù một vài tiểu hành tinh gần như có dạng cầu, ví dụ như Ceres. Chúng thường loang lỗ hay có nhiều vết lõm va chạm – ví dụ, tiểu hành tinh Vesta có một hố va chạm khổng lồ đường kính chừng 460 km.

Khi các tiểu hành tinh quay xung quanh Mặt trời trong những quỹ đạo elip, chúng quay tròn, thỉnh thoảng bị chao lật khá kịch tính. Hơn 150 tiểu hành tinh đã biết còn có một vệ tinh nhỏ đồng hành, một số tiểu hành tinh có hai vệ tinh. Những tiểu hành tinh kép cũng tồn tại, trong đó hai tiểu hành tinh kích cỡ tương đương nhau quay xung quanh nhau, và những hệ bộ ba tiểu hành tinh cũng đã được biết. Nhiều tiểu hành tinh dường như từng bị bắt giữ bởi trường hấp dẫn của một hành tinh và trở thành vệ tinh – những ứng cử viên khả dĩ bao gồm hai vệ tinh Phobos và Deimos của Hỏa tinh và phần lớn những vệ tinh phía ngoài xa của Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh.

Nhiệt độ trung bình tại bề mặt của một tiểu hành tinh tiêu biểu là âm 73 độ C. Các tiểu hành tinh chủ yếu vẫn không biến đổi gì trong hàng tỉ năm – như vậy, nghiên cứu chúng có thể làm sáng tỏ nhiều chi tiết về hệ mặt trời thời sơ khai.

Phân loại

Ngoài phân loại tiểu hành tinh theo quỹ đạo của chúng, đa số tiểu hành tinh rơi vào ba họ dựa trên thành phần cấu tạo. Loại C hay loại chứa than thì có màu xám và phổ biến nhất, chiếm hơn 75% số tiểu hành tinh đã biết. Chúng có khả năng gồm đất sét và đá phủ silicate, và nằm trong vùng phía ngoài của vành đai chính. Tiểu hành tinh loại S hay loại silic thì có màu hơi lục đến hơi đỏ, chiếm khoảng 17% số tiểu hành tinh đã biết, và chiếm số đông trong vành đai tiểu hành tinh phía trong. Chúng có vẻ được cấu tạo từ chất liệu silicate và nickel-sắt. Tiểu hành tinh loại M hay loại kim loại thì có màu hơi đỏ, chiếm phần lớn số lượng tiểu hành tinh còn lại, và nằm trong vùng giữa của vành đai chính. Chúng có vẻ được cấu tạo từ nickel-sắt. Còn có nhiều loại hiếm khác nữa – ví dụ như tiểu hành tinh loại V mà tiêu biểu là Vesta, chúng có lớp vỏ núi lửa, basalt.

Tác động đến Trái đất

Kể từ khi Trái đất ra đời hồi khoảng 4,5 tỉ năm trước, các tiểu hành tinh và sao chổi đã không ngừng lao vào hành tinh chúng ta. Nhưng theo NASA, những tiểu hành tinh nguy hiểm nhất thì cực kì hiếm.

Một tiểu hành tinh có khả năng gây ra thảm họa toàn cầu sẽ phải có đường kính lớn hơn 400 m. Các nhà nghiên cứu ước tính một va chạm như thế sẽ làm bụi dâng cao lên khí quyển gây ra “mùa đông hạt nhân”, làm thiệt hại nghiêm trọng đối với nền nông nghiệp toàn thế giới. Theo NASA, những tiểu hành tinh lớn va chạm với Trái đất tính trung bình 1.000 thế kỉ mới xảy ra một lần.

Người ta tin rằng những tiểu hành tinh nhỏ hơn va chạm với Trái đất chừng 1.000 đến 10.000 năm mỗi lần có thể gây phá hủy một thành phố hoặc gây ra thảm họa sóng thần khủng khiếp.

Hàng tá tiểu hành tinh đã được phân loại là “nguy hiểm tiềm tàng” và được các nhà khoa học theo dõi. Một vài trong số này có quỹ đạo đủ gần Trái đất nên có khả năng bị nhiễu loạn trong tương lai xa và đi vào lộ trình va chạm với hành tinh chúng ta. Các nhà khoa học cho biết nếu một tiểu hành tinh được tìm thấy đang trong quỹ đạo va chạm với Trái đất trong khoảng 30 đến 40 năm tới, thì vẫn còn thời gian để phản ứng. Mặc dù công nghệ sẽ phải phát triển, nhưng khả năng là làm cho vật thể đó nổ hoặc làm lệch hướng nó.

Tuy nhiên, với mỗi tiểu hành tinh đã biết, có nhiều tiểu hành tinh chưa được theo dõi, và thời gian phản ứng ngắn hơn có thể đồng nghĩa là nguy hiểm nghiêm trọng hơn.

Khi một tiểu hành tinh, hay một phần của nó, lao vào Trái đất, nó được gọi là thiên thạch. Dưới đây là thành phần tiêu biểu của thiên thạch.

Thiên thạch sắt:

• Sắt 91%
• Nickel 8,5%
• Cobalt 0,6%

Thiên thạch đá:

• Oxygen 36%
• Sắt 26%
• Silicon 18%
• Magnesium 14%
• Nhôm 1, 5%
• Nickel 1,4%
• Calcium 1,3%

Khám phá

Vào năm 1801, trong khi lập một bản đồ sao, vị linh mục và nhà thiên văn người Italy Giuseppe Piazzi tình cờ phts hiện ra tiểu hành tinh đầu tiên và là tiểu hành tinh lớn nhất, Ceres, đang quay giữa Hỏa tinh và Mộc tinh. Ceres chiếm một phần tư khối lượng của tất cả hàng nghìn tiểu hành tinh đã biết nằm trong hoặc nằm gần vành đai tiểu hành tinh chính.

Đặt tên

Vì Hiệp hội Thiên văn học Quốc tế ít có ràng buộc về cách đặt tên tiểu hành tinh so với những vật thể khác, nên có những tiểu hành tinh mang tên Mr Spock trong phim Star Trek và nhạc sĩ Frank Zappa cũng như nhiều tên tuổi khác, ví dụ như có bảy tiểu hành tinh mang tên phi hành đoàn của tàu con thoi vũ trụ Columbia bị thiệt mạng hồi năm 2003. Đặt tên tiểu hành tinh theo tên thú cưng không còn được phép nữa.

Các tiểu hành tinh còn được đặt tên số, ví dụ 99942 Apophis.

Thám hiểm

Phi thuyền vũ trụ đầu tiên chụp ảnh cận cảnh của các tiểu hành tinh là tàu vũ trụ Galileo của NASA hồi năm 1991, nó còn phát hiện ra vệ tinh đầu tiên quay xung quanh một tiểu hành tinh vào năm 1994.

Vào năm 2001, sau khi phi thuyền vũ trụ NEAR của NASA nghiên cứu kĩ lưỡng tiểu hành tinh gần Trái đất Eros trong hơn một năm, các nhà điều khiển sứ mệnh đã quyết định thử cho phi thuyền tiếp đất tiểu hành tinh. Mặc dù nó không được thiết kế để tiếp đất, nhưng NEAR đã chạm đất thành công, lập kỉ lục là phi thuyền đầu tiên từng hạ cánh lên một tiểu hành tinh.

Vào năm 2006, tàu Hayabusa của Nhật Bản đã trở thành phi thuyền vũ trụ đầu tiên hạ cánh rồi cất cánh khỏi một tiểu hành tinh. Nó đã quay về Trái đất vào tháng 6 năm 2010, và những mẫu vật do nó mang về hiện đang được nghiên cứu.

Sứ mệnh Dawn của NASA, phóng lên trong năm 2007, đã bắt đầu thám hiểm Vesta trong năm 2011 và chuẩn bị sang thám hiểm Ceres vào năm 2015 và sẽ là phi thuyền vũ trụ đầu tiên đến thăm vật thể này.

Vào năm 2012, một công ti tên gọi là Planetary Resources, Inc. đã công bố các kế hoạch đưa phi thuyền vũ trụ lên cơn sốt vàng tiểu hành tinh này.

Nguồn: Space.com