Một sao chổi đã lao vào Hải vương tinh cách nay 2 thế kỉ

Phải chăng một sao chổi lớn, băng giá, đã lao vào Hải vương tinh hồi hai thế kỉ trước? Đó là bức tranh phát sinh từ những phép đo mới nhất của các chất khí có trong bầu khí quyển của hành tinh khổng lồ màu xanh lam này.

Tại một cuộc họp trong tuần này của Hội Thiên văn học Hoa Kì ở Miami, Florida, Paul Hartogh, nhà khoa học dự án cho sứ mệnh Herschel, vệ tinh thiên văn hồng ngoại của Cơ quan Vũ trụ châu Âu, đã mô tả những kết quả đầu tiên của sứ mệnh trên đối với Hệ Mặt trời. Trong số này có các phép đo hàm lượng carbon monoxide cao dị thường trong tầng bình lưu của Hải vương tinh – một vết tích khả dĩ để lại của một vụ va chạm sao chổi.

Emmanuel Lellouch, một nhà thiên văn tại Đài thiên văn Paris, lần đầu tiên công bố ý tưởng đó cách đây 5 năm, trên cơ sở những phép đo kém chắc chắn hơn thực hiện bởi một kính thiên văn vô tuyến 30 mét trên đỉnh núi Pico Veleta ở Tây Ban Nha. “Chúng tôi đang ngày một chắc chắn hơn”, phát biểu của Lellouch, đồng tác giả với Hartogh trong bài báo sắp xuất bản bàn về các kết quả Herschel trên tạp chí Astronomy & Astrophysics.

alt

Sự dồi dào carbon monoxide trong khí quyển của Hải vương tinh có thể là kết quả của một vụ va chạm sao chổi. Ảnh: NASA, JPL.

Một lời giải thích khả dĩ khác cho sự dồi dào carbon monoxide là Hải vương tinh có một hồ sâu, ổn định, chứa chất khí đó đang từ từ rò rỉ nó ra từ lõi bên trong. Nhưng trong những phép đo trước đây của ông, Lellouch tìm thấy carbon monoxide trong tầng bình lưu nhiều gấp đôi trong tầng đối lưu. Vì tầng bình lưu ở cao hơn trong bầu khí quyển cùa hành tinh, cho nên nguồn gốc bên trong có vẻ kém có khả năng hơn.

“Hiện nay, chúng tôi chắc chắn rằng phải có một nguồn gốc bên ngoài cho carbon monoxide”, phát biểu của nhà vật lí hành tinh học Leigh Fletcher thuộc trường đại học Oxford ở Anh quốc, người không có liên quan trong nghiên cứu trên. Hồi đầu năm nay, Fletcher đã công bố một nghiên cứu mô tả sự dồi dào carbon monoxide ở trên cao của bầu khí quyển Hải vương tinh, do sứ mệnh Nhật Bản AKARI đo được. “Khả năng kịch tính nhất là đã có những vụ va chạm với sao chổi băng giá”.

Nhưng Fletcher cho biết có thể có một nguồn gốc bên ngoài thứ hai cho carbon monoxide: cơn mưa đều đặn của bụi và tiểu thiên thạch mà mọi hành tinh phải hứng lấy. Khi những hạt này bị ăn mòn trong khí quyển của Hải vương tinh, có khả năng chúng lắng đọng nước mà chúng chứa, cùng với những lượng nhỏ carbon monoxide. Nhưng Lellouch tìm thấy tầng bình lưu của Hải vương tinh giàu carbon monoxide gấp đôi so với nước – điều đó khiến ông nghiêng về lí thuyết sao chổi. Đó là vì nhiệt độ của một vụ va chạm sao chổi cao hơn nhiều so với các vi thiên thạch – mang lại một môi trường cho “sốc hóa học”, trong đó oxygen bị trói buộc trong nhân sao chổi được giải phóng để hình thành carbon monoxide.

Mặc dù Fletcher nói cơ sở hóa học của những tương tác này vẫn được hiểu biết một cách nghèo nàn, nhưng Lellouch cho biết sao chổi Shoemaker Levy 9 hồi năm 1994 đã lao vào Mộc tinh và làm giàu thêm bầu khí quyển của nó với carbon monoxide có nhiều hơn nước.

Lellouch nói các phép đo Herschel phù hợp với tính toán ban đầu của ông, trong đó ông đề xuất rằng một sao chổi bề ngang 2 kilo mét đã lao vào hành tinh trên cách đây 200 – một kích cỡ và khoảng thời gian cho phép carbon monoxide được phân bố ở hàm lượng như trông thấy hiện nay trong tầng bình lưu.

Vì nó nhỏ hơn, Hải vương tinh không có sức hút hấp dẫn của Mộc tinh, nhưng sự gần gũi của nó với vành đai Kuiper các mảnh vỡ của Hệ Mặt trời có nghĩa là những vật thể băng gia to lớn có khả năng ở gần hơn, theo Luke Donesm, một nhà hành tinh học tại Viện Nghiên cứu Southwest ở , Colorado. Ông đề xuất rằng một sao chổi 2 kilo mét bề ngang có lẽ va vào Hải vương tinh mỗi 2000 năm hay ngần ấy thời gian một lần – và cú va chạm cách đây 200 năm có một chút bất ngờ, nhưng “hoàn toàn hợp lí”, ông nói.